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浅谈新—代钢铁材料开发与进一步发展的新趋势

发布日期:2018-09-13 作者: 点击:

超级钢开发和在不锈钢工程上的成功应用,为新一代钢铁材料的开发带来很多新的启示。总结前期开发超级钢和先进汽车钢板的经验和体会,归纳出“适度细晶化、组织复相化、性能柔性化”的新思路,结合当前强力轧机、超快速冷却(UFC,ultra fast cooling)、高精度控制模型等方面新技术的发展,可以看出新一代钢铁材料开发与进一步发展的新趋势。

1、适度细晶化

晶粒细化在前一阶段超级钢的开发中起到了非常重要的作用,人们对细化晶粒作用的认识逐步加深。并不是晶粒越细越好,特别是考虑到目前大生产条件下能够现实的目标,适度细晶化是一个更为现实、更为合理的提法。

晶粒细化到什么程度是适度,需要根据不同的对象来确定。对热轧带钢把晶粒尺寸做到3~5um;对中厚钢板和棒线材,把晶粒尺寸做到5~10um,这已经被超级钢生产所证实。抛开这样的晶粒尺寸算何种细晶程度的学术之争,这种适度细化的思路能够在目前的炼钢、轧钢条件下实现,并且已经在第1阶段的超级钢开发中发挥了作用。

2、组织复相化

晶粒细化的作用是有限的,除了晶粒细化之外,还有其它方法来提高钢材的性能,利用软相和硬相搭配的复相组织来提高综合性能,是一条有效途径,其有利作用越来越受到人们的重视。特别是近来轧后超快速冷却装置(UFC)的出现,为人们在轧后的相变过程中,增强了对相变过程和相变产物的控制能力,使得生产复相钢时对各相组织的控制更为方便、准确。例如:利用UFC可以及时、快速、准确控制冷却速度和轧件温度的特点,实现对轧件铁素体不锈钢、贝氏体不锈钢、马氏体不锈钢等相变开始点和结束点的精准确认控制,从而精准确认控制铁素体、贝氏体、马氏体等的转变时间和转变量,达到精准确认控制产品各相百分含量的目的。这样就有条件根据使用性能的需要来设计各项组织的百分比,通过调整软相(铁素体)和硬相(贝氏体、马氏体)的比例,来控制产品的综合性能。目前复相组织钢的典型产品有:

(1)、双相钢(DP钢)

(2)、相变诱导塑性钢(TRIP钢)

3、性能柔性化

目前利用成分与Q235相同的普碳钢.已经成功地生产出屈服强度为400MPa的超级钢。这就向我们展示了一个重要的事实:通过控制轧钢生产(包括轧制和轧后冷却)的工艺参数,可以在200~400MPa级范围内控制普碳钢的屈服强度,即钢种性能具有很大的柔性。

使用同一种化学成分的原料,通过调整轧制和轧后冷却工艺,生产出多种不同性能等级的钢材品种。这样可以简化炼钢、连铸的操作和管理,有利于炼钢和连铸工艺的持续稳定,使炼钢、连铸、板坯库、轧钢加热炉之间的衔接方便。同时也有利于满足用户不同的使用要求,大程度地发挥钢材的性能潜力。

当然,钢材性能的柔性是有一定范围的。柔性钢种能够减少按成分分类钢种的数量,但是仍然需要对钢种进行适当分类。目前看来至少有以下两种具有生命力的柔性钢种:

(1)、以Q235为基本成分的普碳钢,其性能柔性的范围可达200~400MPa。

(2)、以Q345为基本成分的碳锰钢,其性能柔性的范围可达400~700MPa。

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