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退火工艺对IF钢显微组织与力学性能的影响郭文渊;李俊;孟庆格【摘要】对IF钢板分别进行了模拟连续退火和快速退火,运用EBSD技术对退火钢板的显微组织进行了研究,测试了退火钢板的力学性能,探讨了退火工艺对IF钢显微组织与力学性能的影响.结果表明:与模拟连续退火工艺相比,快速退火工艺使IF钢板晶粒更加细小均匀且同样具有强烈的γ-<111>//ND再结晶织构,但导致IF钢规定非比例延伸强度Rpo.2升高,断后伸长率降低,塑性应变比r9O降低.【期刊名称】《热处理技术与装备》【年(卷),期】2011(032)004【总页数】5页(P9-12,30)【关键词】IF钢;退火;显微组织;力学性能【作者】郭文渊;李俊;孟庆格【作者单位】上海宝钢包装有限公司,上海201908;宝山钢铁股份有限公司,上海201900;宝山钢铁股份有限公司,上海201900【正文语种】中文【中图分类】TG142.1+4无间隙原子钢(interstitial-free steel，简称IF钢)因其优异的深冲性能而成为继沸腾钢、铝镇静钢之后的第三代汽车冲压用钢，这解决了汽车上一些难冲件的成形问题［1］。
已有研究表明，IF钢之所以具有优异的深冲性能应与其具有强烈的{111}再结晶织构密切相关［2～4］。
目前，在国内一些主要钢厂，IF钢的最终退火方式为连续退火。
与罩式退火工艺相比，连续退火工艺大大节省了退火时间，减少了能源消耗，从而降低了生产成本，不过其整个退火流程仍需花费十分钟左右的时间。
在当前的节能减排背景下，有研究者提出对带钢采用快速加热、短时保温或不保温然后快速冷却的快速退火工艺，这样就可以大幅度地缩短连续退火时间，减少能量消耗从而降低生产成本。
目前，相关研究者已经在某些钢种的快速退火方面进行了初步研究［5］，但是关于IF钢快速退火的研究还未见报道。
本文对IF钢板分别进行了模拟连续退火和快速退火，并运用EBSD技术对实验钢板的显微组织进行了研究。
M u对高Ti低合金高强度钢Q335B组织性能影响DOI:10.3969/j.issn.l006-110X.2021.03.010Mn对高Ti低合金高强度钢Q355B组织性能影响张志坚，杨鹏辉，李帅，李盛豹，王东凯(日照钢铁控股集团有限公司，山东276906)［摘要］基于外贸岀口低合金高强度结构钢退税元素的要求,Ti元素含量要求不小于0.05%。
为满足退税要求，降低岀口低合金高强度结构钢生产成本，当Ti元素含量设置为0.255-0.277%时,在不同M u含量组成体系和终轧温度体系下，对8〜17mm厚岀口低合金高强度结构钢的微观结构和性能进行分析。
经过6次不同的工艺设定试验，结果显示，M u含量在0.33〜0.25%.精轧终轧温度830t、卷取温度600t设定下，高钛低合金Q335B可获得最优的力学组织性能。
［关键词］Mn合金；卜贸出口低合金钢；组织性能；终轧温度Effect of Mn on microstructure and propertiesof high Ti low alloy high strength steel Q355BZHANG Zhi-jian,YANG Peng-hui,LI Shuai,LI Sheng-bao and WANG Dong-kai(Rizhco SteC Holding Gnop Co.,Ltd.,SHANDONG276806)Abstract BaseC on tdc recuiremecl of Cement tcx refund fOr foreing tranc cpoio low alloy high strecgtd strpctprat steet,Tz elemect coytect cqpcmects nvt less tdan0.05%.I f orece d med tdc demang of tax refung,decreass tde proycctioy coss of export low alloy high strecgtd strcctcrat steet,in tde coynitioy tdat Tz nUment cobtent is sd at0.252〜0.275%,the microstrncture and proberties of8〜12mm thicC export low alloy high strecgtd strcctcrat steC are analyzeC unnec diflereci M u cobtect compositiob system cd diflerecl finishing rolling temperature system.After sic differecl process setup tests,tde reshlts show that tde obdmat mecCanicat proberties of high titanium ang low toy Q355B ccn beby setting tde Mu cobtect at055〜0.29%,finishing rolling temperature830t,and coiling temperature600t. Key words mangauess XUy,fbCgu trale expoe low toy steet,microstmcture and proberties, finish-rolling temperature0引言某钢铁公司外贸出口低合金钢年销量在50万吨以上，在外贸出口产品中占有较高比例。
超低碳IF钢概述IF钢，全称Interstitial-Free Steel，即无间隙原子钢，有时也称超低碳钢，具有极优异的深冲性能，现在伸长率和r值可达50%和2.0以上，在汽车工业上得到了广泛应用。
在IF钢中，由于C、N含量低，在加入一定量的钛（Ti）、铌（Nb）等强碳氮化合物形成元素，将超低碳钢中的碳、氮等间隙原子完全固定为碳氮化合物，从而得到的无间隙原子的洁净铁素体钢，即为超低碳无间隙原子钢（Interstitial Free Steel）。
[1]IF钢发展历史IF钢在1949年首次被研制成功，其基本原理是在钢中加入一定比例的Ti，使钢中固溶C和N的含量降到0.01%以下，使铁素体得到深层次的净化，从而得到良好的深冲性能。
但由于受到当时冶炼技术的限制，钢中原始的固溶C、N含量较高，所以需要加入的Ti含量也很高，达到了0.25-0.35%，Ti是一种价格非常昂贵的稀有合金元素，在当时更是如此，因而阻止了其当时的商业化进程。
直到1967-1970，由于真空脱气技术在冶金生产中的应用，大大减少了需要添加的Ti合金元素含量(大约为0.15%左右)才正式出现了商用的IF钢，几乎在同时，人们也发现了Nb具有和Ti几乎相同的作用，但还是受到价格因素的制约，其应用也只限于少量特殊的零件。
20世纪70年代在日本开始用连退线生产少量的IF钢，70年代末，IF钢成分大致为：0.005-0.01%C、0.003%N、0.15%Ti或Nb。
到20世纪80年代，冶炼技术进一步发展，采用改进的RH处理可经济的生产C≤0.002%的超低碳钢，RH处理时间也缩短到10-20min。
现代IF钢的成分大致为：C≤0.005%、N≤0.003%，Ti或Nb一般约0.05%。
到1994年全世界IF钢的产量超过了1000万吨。
归根到底，IF钢的迅速发展来自于市场需求的急剧增加和生产成本的降低。
IF钢国外研究进展汽车工业的飞速发展带动了IF钢（Interstitial Free Steel，无间隙原子钢）的生产。
Ti-IF钢中第二相粒子对性能的影响王亚东【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P17-20)【作者】王亚东【作者单位】本钢集团有限公司汽车板开发项目部,辽宁本溪117000【正文语种】中文超低碳无间隙原子钢(IF钢)是目前深冲性能最好、级别最高的冲压用钢。
工业生产的IF钢按所添加的合金元素不同可分为：单一加钛的Ti-IF钢、加铌的Nb-IF钢以及复合加钛铌的Ti+Nb-IF钢，其中以Ti-IF钢的产量最高。
为使IF钢的使用范围向深度和广度发展，学者不断的进行着IF钢机理的研究。
钢板热轧中均匀细小的晶粒、退火时粗大稀疏的第二相粒子以及极低的C、N间隙原子固溶量均有利于退火过程中<111>//ND织构的发展，从而有利于提高退火钢板的性能。
而热轧钢板晶粒尺寸的变化、冷轧退火后第二相粒子的形态、尺寸和分布及C、N间隙原子的固定，均与第二相粒子密切相关，因此研究第二相粒子在热轧过程中析出及冷轧退火过程中析出物的变化对提高IF钢的性能具有重要的理论和现实意义。
热轧工艺参数对第二相粒子析出的影响Ti-IF钢的最终性能受热轧板的微观组织及析出物的形态影响很大。
细小均匀的微观组织及粗大的析出物形态均影响Ti-IF钢最终性能指标中的延伸率及r值；析出物形态细小弥散阻碍再结晶和晶粒长大，影响r值的提高[1]。
对于给定化学成分的Ti-IF钢，热轧工艺采用低的板坯加热温度、低温终轧、高温卷取等能够获得有利于Ti-IF钢最终性能的微观组织和析出物形态。
板坯加热温度板坯加热过程中会发生第二相粒子的溶解或析出，因此第二相粒子的形态和大小取决于Ti-IF钢板坯加热温度的选择。
Sotoh等人研究了碳氮化物在1000 ℃和1250 ℃加热时的溶解情况，研究表明：1000 ℃时NbC彻底溶解，1250 ℃时AlN彻底溶解，Ti（CN）尚未彻底溶解，且Ti-IF钢中Ti（CN）粒子的形态在1250 ℃加热温度下比在1000℃加热温度下更细小、弥散[2]，由此可知粗大的析出物在低温加热时易得到，对r值有利，尤其对Ti-IF钢。
第27卷第5期宽厚板Vol.27,No.5•22-2021年10月WIDE AND HEAVY PLATE October2021•生产实践•终轧温度对Q355B-Ti低合金钢力学性能的影响邢飞I王会岭I杨雄$谷盟森I付振坡I(1河钢集团舞钢公司；2河钢集团邯钢公司)摘要为了进一步降低Q355B钢的生产成本以及合金成本，在原有C-Mn成分体系基础上添加适量Ti,减少Mn元素含量。
同时为了获得良好的综合力学性能，生产厂针对不同终轧温度对Q355B钢力学性能和组织的影响展开相关研究。
结果显示:当待温厚度为2.5倍成品厚度时，钢的强度、韧性都会随着终轧温度的降低而改善。
当终轧温度W850t时,Q355B钢的力学性能和组织均能满足国家标准GB/T1591—2018o 关键词低合金高强钢Q355B控制轧制Effects of Finishing Temperature on Mechanical Propertiesof Q355B-Ti Low Alloy SteelXing Fei1,Wang Huiling',Yang Xiong2, Gu Mengsen1and Fu Zhenpo1(1HBIS Group Wusteel Company；2HBIS Group Hansteel Company)Abstract In order to further reduce the production cost and alloy cost for Q355B steel,an appropriate amount of Ti is added on the basis of the original C-Mn composition system and the content of Mn element is reduced.The producer further studies the effects of various finish rolling temperatures on the mechanical properties and microstructure of Q345B steel plate to achieve good comprehensive mechanical properties.The results show that the strength and toughness of steel plate are all improved with decrease of finish rolling temperautre when the holding thickness of transfer bar is2.5times larger than finish thickness.The mechanical properties and microstructure of Q345B steel plate both can meet the requirements in GB/T1591—2018standard at finish rolling temperature850X..Keywords Low alloy high strength steel,Q355B,Controlled rollingo前言Q355B属于低合金高强钢,具有良好的综合力学性能和工艺性能，广泛应用于钢结构、风力塔筒制造等工程领域。
1-1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下是有害的？答：S容易和Fe结合形成熔点为989℃的FeS相，会使钢在热加工过程中产生热脆性；P与Fe结合形成硬脆的Fe3P相，使钢在冷变形加工过程中产生冷脆性。
1-2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类？各有什么特点？答：可以分为简单点阵结构和复杂点阵结构，简单点阵结构的特点：硬度较高、熔点较高、稳定性较好；复杂点阵结构的特点：硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
1-3.简述合金钢中碳化物形成规律。
答：①当r C/r M>0.59时，形成复杂点阵结构；当r C/r M<0.59时，形成简单点阵结构；②相似者相溶：完全互溶：原子尺寸、电化学因素均相似；有限溶解：一般K都能溶解其它元素，形成复合碳化物。
③强碳化合物形成元素优先与碳结合形成碳化物。
④N M/N C比值决定了碳化物类型⑤碳化物稳定性越好，溶解越难，析出难越，聚集长大也越难。
1-4.答：S1-19.时，共析碳量小于加入了1-21.1-22.答：点阵结溶解度是不同的，C、N原子在y-Fe中的溶解度高于a-Fe。
1-23.在相同成分的粗晶粒和细晶粒钢中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？答：粗晶粒更容易产生缺陷，偏聚程度大，细晶粒偏聚程度小。
1-5试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下，不同元素的分布状况。
答：退火态：非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中，而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。
优先形成碳化物，余量溶入基体。
淬火态：合金元素的分布与淬火工艺有关。
溶入A体的因素淬火后存在于M、B中或残余A中，未溶者仍在K中。
回火态：低温回火，置换式合金元素基本上不发生重新分布；>400℃，Me开始重新分布。
非K形成元素仍在基体中，K形成元素逐步进入析出的K中，其程度取决于回火温度和时间。
1-6有哪些合金元素强烈阻止奥氏体晶粒的长大？阻止奥氏体晶粒长大有什么好处？答：Ti、Nb、V等强碳化物形成元素能够细化晶粒，从而使钢具有良好的强韧度配合，提高了钢的综合力学性能。
第23卷第2期2011年2月钢铁研究学报Jour nal of Ir on and Steel ResearchV ol.23,N o.2February 2011基金项目:国家自然科学基金资助项目(50734002)作者简介:乔立峰(1968 ),男,博士生,教授级高级工程师; E mail:lilyz hm68@; 收稿日期:2009 12 14退火工艺对高强细晶IF 钢的显微组织与性能的影响乔立峰1,2, 刘振宇1, 刘相华1, 王国栋1(1.东北大学轧制及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110004; 2.鞍钢集团鞍凌公司钢轧厂,辽宁凌源122500)摘 要:以新型的含铌高强细晶IF 钢为研究对象,在实验室进行了热轧、冷轧以及轧后模拟连续退火试验。
通过微观组织观察可以发现化学成分的改善、轧制及退火工艺的控制不仅可以使这种钢具有细小的晶粒,而且存在大量细小的析出物Nb(C 、N);同时晶界附近析出物非常稀少,称之为P FZ 带(晶界无析出物区),且仅存在于晶界的一侧。
试验结果表明由于铌系析出物非常细小以及晶粒细化作用使试验钢具有较高强度和良好的伸长率;而PF Z 带的存在,这种钢具有较低的屈服强度。
与传统的I F 钢相比,试验钢具有晶粒细小、屈强比低、伸长率良好且塑性应变比r 值较高的特点。
关键词:高强细晶IF 钢;铌碳氮化合物;PF Z 带;力学性能文献标志码:A 文章编号:1001 0963(2011)02 0043 05Effect of Annealing Process on Microstructure and MechanicalProperties of Super Fine Grain IF SteelQIAO Li feng 1,2, LIU Zhen y u 1, LIU Xiang hua 1, WAN G Guo dong1(1.T he St ate Key Labor ator y o f Rolling and A ut omatic,No rtheastern U niver sity,Shenyang 110004,L iaoning ,China;2.A nling Iro n and St eel Co L td Steel M aking and Ro lling P lant of Ansteel G no up,L ing yuan 122500,Liaoning,China)Abstract:T he hot ro lling ,co ld ro lling and simulative continuous annealing ex per iments w ere carr ied out in the la bo rato ry on the base of new t ype SF G H SS (super f ine g rain,high str eng th steel sheet).T he micro structur e ob servation results show t hat t he micr ostr ucture of this new type steel contains not only very fine ferr ite grain but also N b(C,N )pr ecipitates by im pr oving chemical composit ion,contro lled ro lling and co nt rolled annealing.T he P FZ zone is free of precipit ate called P recipitated F ree Z one on t he one side o f the g rain bo undary.T he results sho w that the SFG steel has ver y high tensile str eng th and go od tensile elo ng atio n by fined Nb,T i(C,N)pr ecipitates and ver y fined ferr ite g rain.O n the o ther hand,it also has v ery low yield streng th by the for mation of the PFZ.Con trast to the co nv entional IF steel,t he SFG steel have the character s of super f ine g rain,hig h tensile str eng th,lo w y ield strength/tensile strength r ate,g ood elo ng atio n and high r value.Key words:super f ine hig h st rength IF steel;N b(C,N )pr ecipitate;P FZ;mechanical pr operty汽车减重是降低油耗的主要途径,因而也是减少二氧化碳排放的最有效对策。
我国IF钢的研究与生产IF钢由于有良好的深冲性能，广泛用于汽车中的复杂冲压件、外覆盖板以及作为高成形镀锌钢板的基板。
从同样追求深冲性能的角度上说，现代意义上的IF钢是从20世纪60年代的第一代普通沸腾钢，80年代的第二代低碳铝镇静钢发展而来的。
90年代初期，随着宝钢等企业成功开发了IF钢，标志着我国具备了第三代超高冲压性能，高屈服强度IF钢的生产能力。
经过多年的努力，随着冶金技术的不断发展，目前我国主要的汽车用钢生产企业不仅掌握了所有级别的IF钢生产技术，还成功开发出在IF钢基础上发展起来的深冲热镀锌钢板，深冲高强度烘烤硬板，IF钢已成为我国汽车用钢板的主要品种之一。
1IF钢的主要特性1）与一般的深冲钢相比，IF钢的含碳量极低，使钢中难以出现渗碳体，保证了IF钢的基体为单一的铁素体。
铁素体有很好的塑性，从而保证了IF钢具有优良的深冲性能。
2)一般深冲钢的时效期为3个月，主要是这种钢中存在着碳、氮等间隙固溶原子，而IF钢的组织中存在着微量碳氮化合物，避免了间隙固溶原子，因此IF 钢没有时效性。
3) IF钢组织中的碳氮化合物是由加入微量的钛或同时加入微量的钛和铌而形成的，IF是微合金化超深冲钢。
深冲钢和加钛的IF钢钢成分对比。
2我国IF钢研究中涉及的主要领域调研所得：多年来，我国各生产企业及科研单位对IF钢的研究主要围绕织构形成机理，析出物的形态，强化机理以及化学成分设计、冶金工艺、轧制工艺和退火制度对深冲性能、机械性能等方面影响而展开的，归纳起来主要有以下几点：1)对IF钢冷轧板的表面缺陷进行了研究，其缺陷是由夹杂物引起的。
这些夹杂物是冶炼过程中间包覆盖渣与浸入式水口内堵塞物的结合物质，为了消除这些夹杂物,对IF钢的钢水进行二次精炼必不可少。
在其成分的设计研究中，发现稍微增加Mn、P、Si等元素的含量就可以保持其优良成形性的同时提高了它的机械性能，增加了强度。
试验结果，其r值可增至2.0，抗拉强度可达到400MPa。
当Al含量增加至3～5%时，8～9%将会大大地促进钢锭的柱状结晶过程。
因此而大大增加钢的机械热加工的困难，也使钢极易脱碳。
（其热加工之所以困难是因为该合金钢锭具有粗晶结构，且其晶体的解理极弱，所以导热性低，加热时容易出现大的温度差而锻裂，甚至钢锭的去皮加工都会使其晶界氧化而破坏。
此外，它在800℃以上的高温长时间停臵也极易变脆。
一般合金钢中含Al量：合金结构钢：Al=0.4～1.1% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等)耐热不起皮钢：Al=1.1～4.5% (Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si 等)电热合金： Al=3.5～6.5% (Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等)甚至Al=8% Cr7Al7：考虑电热合金受荷不大，虽有脆性，仍可使用。
2、Si（1）一般合金钢中的Si含量不会高于3.5%，更多时（4.8～6.5%）将使钢具有很高的脆性。
Si的有益作用：高的热强性和弹性极限，高的导磁率，涡流损失少。
①象Al、Cr一样，其氧化物均是尖晶石类型的组织。
其晶格常数与α-Fe、γ-Fe区别小。
因为其氧化物与金属分界处的晶胞之间就紧密而强固地结合在一起，氧化皮紧密地被贴在金属上，甚至在高温下也不剥落。
所以它具有很强的抗氧化性和耐热性能，而被加入耐热钢。
②有利于提高钢的弹性极限，在中碳钢中加入1～2%的Si，调质中σb 将增15～20%，而Aku也提高了，还提高了σs和δ。
③利于促进钢中石墨化而用于炼制石墨钢。
此钢可制轴承，甚至作为工具钢代替，制冲头，拉模、弯曲模等。
④脱氧能力较强，是炼钢常用的脱氧剂，故一般钢中均含Si，其量≤0.5%。
⑤硅可减小晶体的各向异性，使磁化容易，使磁阻减小，它还可减轻钢中其他杂质对磁场磁感的危害（使%C石墨化，脱氧，与N形成氢化硅等）。
所以可大大减少涡流损失。
由于硅的脆性，目前高硅钢片硅含量规定为低于4.5%，最多只为4.8%，正在研究提高至6.5%。
18种金属元素对钢性能的影响1、Al（1）Al当钢中其含量小于3～5%时，是一有益的元素。
其作用是：高的抗氧化性和电阻。
①作为强烈脱氧剂加进的Al，可生成高度细碎的、超显微的氧化物，分散于钢体积中。
因而可阻止钢加热时的晶粒长大（含Al＜10%，在加热＜1200℃才有细化作用，否则其作用甚小）和改善钢的淬透性。
所以这些氧化物成为结晶的中心，而在钢冷却时又对A体分解起促进作用。
作为合金元素，有助于钢的氮化，因而可提高钢的热稳定性。
所以AlN本身在加热时具有高稳定性，①与②都有利于减弱钢的过热倾向。
③可改善钢的抗氧化性，考虑②和③，④能提高钢的电阻，与Cr共同用于制造高电阻铬铝合金：如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。
Al使电阻增高的程度比Cr还高的多。
在Cr钢中加Al，会粗晶易脆，所以其量一般不超过5%，个别才有8～9%。
⑤对硅钢而言，Al可减少α铁心损失，降低磁感强度，与氧结合可减弱磁时效现象，但Al的氧化物会使磁性变坏。
Al（＞0.5%）也会使硅钢变脆。
（2）Al的不良影响①促进钢的石墨化，减少合金相中的碳溶浓度，所以硬度、强度降低。
②加速脱碳当Al含量增加至3～5%时，8～9%将会大大地促进钢锭的柱状结晶过程。
因此而大大增加钢的机械热加工的困难，也使钢极易脱碳。
（其热加工之所以困难是因为该合金钢锭具有粗晶结构，且其晶体的解理极弱，所以导热性低，加热时容易出现大的温度差而锻裂，甚至钢锭的去皮加工都会使其晶界氧化而破坏。
此外，它在800℃以上的高温长时间停置也极易变脆。
一般合金钢中含Al量：合金结构钢：Al=0.4～1.1% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等)耐热不起皮钢：Al=1.1～4.5% (Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si等)电热合金： Al=3.5～6.5% (Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等) 甚至Al=8% Cr7Al7：考虑电热合金受荷不大，虽有脆性，仍可使用。
