铌微合金化在CSP品种钢生产中的应用

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表:2007-07-02 人气:7

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摘要：借鉴我国973新一代钢铁材料基础研究所取得的DIFT、RPC及DET等细晶化过程的创新成果，充分挖掘CSP流程工艺潜力，有希望构成生产高强度超级钢的主导技术。铌微合金化和微铌处理则是实现这项技术必不可少的条件，CSP流程开发含铌微合金化钢前景广阔。
关键词：CSP、DIFT、RPC、DET、铌微合金化

Application of Niobium Microalloying Technology on CSP Production

Dong Tao Fu Junyan

(CITIC-CBMM Microalloying Technology Center)

Abstract
It is possible to develop a new leading technology for the production of advanced steels if these innovative ultra-fined grain methods such as DIFT(Deformation Induced Ferrite Transformation), RPC(Relaxation Precipitation Controlling Transformation), and DET(Deformation Enhanced Transformation) resulting from ‘Fundamental Research on New Generation iron and Steel materials in China (973 plans)’ are well synthesized with potential processing benefits of CSP line. And niobium microalloying or micro-niobium treatment is absolutely necessary for successful development and application of this technology. The possibilities of production of niobium-bearing steel products in CSP line appear unlimited.

Key Words: CSP, DIFT, RPC, DET, Niobium microalloying

1、前言

进入新世纪，我国钢铁业加快了技术改造和企业结构调整的步伐，2001年粗钢产量为15749万吨，按目前产能的增长势头预测2002年粗钢产量将突破18000万吨，在我国钢铁业诸多科技进步之中，引起业内人士广泛关注有两个方面：一 , 是我国的钢材生产和消费结构，正在逐步摆脱发展中国家以长材为主体的模式，板带材的产能增长将保持较强的趋势[1]。现有装备热轧板带材的生产能力为2755万吨，而在2005年将增长至5077万吨，从厚度规格上看，＜2mm板带将占65%以上，＜1.2mm薄带也将达40%。其中CSP生产线的建设是特别引人注目的风景线，现有已建成的珠钢、邯钢、包钢和即将建成的唐钢4套CSP机组，在建的有马钢和珠钢、邯钢二期，后续申请立项的有涟钢，济钢、沙钢、宝钢和首钢的新CSP生产线。CSP流程可以生产哪些钢材品种？或者说CSP流程可以开发哪些优势品种？正是广泛关注的议题。二，是中国973新一代钢铁材料基础研究所取得的丰硕成果，开辟了一条生产高性能、长寿命、低成本超级钢的技术路线，同时满足当代社会发展对节能源、节资源和环保的要求。而在这些独创性的研究成果中，引起国内外重视的是钢研总院的“形变诱导铁素体相变”（DIFT）、北京科技大学的“弛豫析出控制相变”（RPC）和“形变强化相变”（DET）机制所构成的生产超细晶粒钢（dα ~1μm）的主导技术。

从许许多多研究论文和试制报告中，不难看出这些技术恰恰可以挖掘CSP流程的一些物理冶金特点，如铸坯的细晶结构、铸坯中处于溶解状态的微合金元素（Nb-,V, Nb-Ti），以及轧后加速冷却作用，足以使超低碳微合金化钢具有dα ~1μm的晶粒尺寸，达到800MPa级的强度水平。

CSP流程生产超细晶粒钢实质上微合金化技术（Microalloying）和热机械处理技术（TMCP）的结合，其核心是γ晶粒度调节和临界温度形变的铁素体富化生核。铌微合金化是实现这个过程必不可少的前提。

2、超细晶粒机制的分析

20世纪50-90年代，世界钢材品种发展，显示了强度不断提高而碳含量不断下降的趋势，钢的洁净化、细晶化和均匀化的追求达到性能高级化的预期目标。

2.1、DIFT机制[2]

DIFT 机制主要是利用微合金元素铌对形变再结晶的抑制作用，实现利于得到细晶组织的相变热力学和动力学条件。在临界相变温度（~Ar3）轧制的细晶原理是通过在奥氏体非再结晶区形变，诱导铁素体相变及铁素体的动态再结晶。铌微合金化增大了铁素体相变的驱动力，促进铁素体生核，微合金化元素铌抑制位错运动，为诱导铁素体相变提供了非均匀形核的空间。Nb（CN）析出分布于铁素体晶界，阻止细晶铁素体的粗化。

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