【正文】 是較高抗拉強度的鋼種。最早的IF鋼主要依靠添加鈦或鈮穩(wěn)定間隙原子，隨著熱浸鍍鋅涂層應用的增加，IF鋼開始顯露商業(yè)生機，因為這些鋼種不需要進行預先退火或焊接退火來防止應變失效。最初，這些鋼只少量生產(chǎn)，主要運用與實驗室研究鋼鐵變形機理。此外，通過現(xiàn)代煉鋼技術可使碳氮總含量降到極低水平（典型、）。為了消除間隙原子的負作用，已經(jīng)開發(fā)出了許多基本上沒有溶質(zhì)碳和氮的鋼種。溶質(zhì)碳和氮也可以使鋼的成形性變差（特別是冷加工硬化）。鋼的不連續(xù)屈服與間隙原子有著很大關系。但磷的加入會導致晶界脆化，為了抑制磷的晶界脆化作用需要加入適量的硼，時最佳。對于TiNb復合加入的IF鋼，P、Mn、Si的加入會大大提高強度，在固溶提高的同時P、Mn、Si對n，r值影響很小。對于更高強度級別的高強度IF鋼，可以通過兩或三種固溶強化元素的加入量來實現(xiàn)。因此Ti，Nb加入量以完全使鋼中C，N原子被固定而無間隙原子存在為原則。目前國外開發(fā)的IF鋼品種如下：①冷軋超深沖IF鋼板；②超深沖高強IF鋼板；③超低碳BH鋼板；④涂鍍層鋼板；⑤超低碳熱軋深沖鋼板；⑥超低碳熱軋拉延板；⑦IF鐵素體不銹鋼；⑧超深沖搪瓷IF鋼；⑨銅基高強IF鋼板。本鋼、攀鋼等企業(yè)也都具有生產(chǎn)較高級別IF鋼的能力。武鋼基本上能生產(chǎn)從CQ—SEDDQ所有級別的IF鋼，只是由于合同量較少，所以IF鋼的產(chǎn)量也不高。鞍鋼開發(fā)的高強度烘烤硬化IF鋼(BH340，BH370)具有很高的抗凹陷性，可使鋼板減薄10％～15％；開發(fā)加磷高強度IF鋼時由于在熱軋工序中采用了先進的工藝技術，因而成形性也較好。2004年寶鋼又開發(fā)了BH340烘烤硬化板、ST16高成形板和具有高級精整表面的鋼板，具備了開發(fā)含Cu的高強IF鋼的條件。寶鋼是目前國內(nèi)生產(chǎn)汽車板數(shù)量最大、品種最多的企業(yè)。關小軍等人在傳統(tǒng)的高強IF鋼板生產(chǎn)工藝中，引入織構預處理和再次連續(xù)退火兩個工序進行研究，通過進一步發(fā)展{11I}退火織構，得到了一種抗拉強度340MPa，r值高達2．85的含P高強度IF鋼板。而鐵素體區(qū)軋制，可以生產(chǎn)出與傳統(tǒng)熱軋具有相同或更優(yōu)性能的深沖鋼板。王先進等發(fā)明了c—w法，增加了織構預處理工藝，經(jīng)該工藝處理后r值為3．25，這是目前世界上對深沖鋼所報道過的最高r值。多年來，我國各生產(chǎn)企業(yè)及科研單位對IF鋼的研究主要圍繞織構形成機理、析出物的形態(tài)、強化機理以及化學成分設計、冶金工藝、軋制工藝和退火制度對深沖性能、機械性能等方面影響而展開。比利時冶金研究中心(CRM)和國際鉛鋅協(xié)會組織(IL—ZRO)共同開發(fā)的一種在Ti+Nb—IF鋼中添加錳生產(chǎn)高強度IF鋼的方法，鋼板經(jīng)熱鍍和合金化處理后的力學性能顯著提高，Re=200—400MPa，Rm=500MPa，A=20％，r值高達2．0。由于歐洲對汽車廢氣的排放標準要求高，因此必須要考慮采用高強板以減少車重。巴西在90年代也引進生產(chǎn)IF鋼，2005年巴西IF鋼的生產(chǎn)已達年產(chǎn)200萬t，主要生產(chǎn)Ti—IF鋼和Ti+Nb—IF鋼。2005年，韓國浦項IF鋼年產(chǎn)量達300萬t，并且生產(chǎn)了340～440MPa級的高強度IF鋼。70年代末80年代初，新日鐵公司和川崎制鐵公司相繼研制出強度級別為340MPa和390MPa的高強IF鋼，r值≥1．6，有的甚至超過2．0。可見在日本“以熱代冷”正在實現(xiàn)。鍍鋅板由1993年的39．7％(占IF鋼總產(chǎn)量)增長到2001的60．1％。由于冶煉技術的發(fā)展，使C含量減少到10ppm，為IF鋼生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。研究的主要內(nèi)容有：鋼化學成分、軋制工藝、退火制度對深沖性能的影響、織構形成機理、強化機理、析出物形態(tài)、加工脆性、相變機理、計算機模擬鋼加工過程的性能及織構，這些研究工作對IF鋼生產(chǎn)具有重要的指導作用。世界許多大鋼鐵公司都對IF鋼進行了研究和開發(fā)。而高強度鋼板按強度機理又可分為固溶強化型，烘烤強化型與析出強化型三種類型（高強度IF鋼使一種把無間隙原子鋼所具有的神沖特點與P、Mn、Si等元素所具有的固溶強化機制相結(jié)合，即在IF鋼成分的基礎上通過增加P、Mn、Si等元素的含量來提高其強度）。最新的IF鋼產(chǎn)品其含碳量可以低于。傳統(tǒng)的IF鋼含碳量為。深沖鋼按沖壓級別可分為：商用級(CQ)．普通沖壓級(DQ)．深沖壓級(DDQ)、特深沖壓級(EDDQ)和超深沖壓級(SUPER—EDDQ)。形成Ti和Nb的C、N化合物。IF鋼（interstitialfree steel）又稱無間隙原子鋼，在IF鋼中，由于C、N含量低,在加入一定量的Ti、Nb使鋼中的C、N原子被固定成為碳化物、氮化物或者碳氮化物，從而使鋼中沒有間隙原子的存在，故稱為無間隙原子鋼，即IF鋼，有時也稱超低碳鋼，具有極優(yōu)異的深沖性能，在汽車工業(yè)上得到了廣泛應用。 畢業(yè)設計（論文）作者（簽字）： 年 月 日45 / 48目 錄 1 2 2 2 3 Nb對ULCIF鋼的影響： 分析 9 11 11 11 12 12 13 13 15 16 ULCIF冶煉模擬 23 ULCIF轉(zhuǎn)爐冶煉模擬 23 ULCIF二次精煉模擬 2成本控制 35 35 37 38 39 40參考文獻 41致謝 43超低碳鋼一般是指鋼種。畢業(yè)設計（論文） 題 目 汽車面板用TiNb超低碳鋼的轉(zhuǎn)爐冶煉模擬和成本控制 院 （系） 專業(yè)班級 學生姓名 學號 指導教師 職稱 講 師 評閱教師 職稱 2010年 6 月 8 日 學生畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明 本人以信譽聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文）是在導師的指導下進行的設計（研究）工作及取得的成果，設計（論文）中引用他（她）人的文獻、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學院或其它教育機構的學位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對本設計（研究）所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意?，F(xiàn)已開發(fā)出的超低碳鋼品種有：超深沖冷軋IF鋼板、深沖熱鍍鋅IF鋼板、高強IF鋼板、高強熱鍍IF鋼板、超低碳BH鋼板、超低碳熱軋深沖鋼板等。IF鋼的特點是含碳很低．加入Ti和Nb之后。由于鋼中無間隙原子．而使其具有優(yōu)異的深沖性能：高塑性應變比、高延伸率、高硬化指數(shù)．以及較低的屈強比．并具有優(yōu)異的非時效性．因此被譽為第三代超深重用鋼。它們分別同深沖鋼發(fā)展的幾個階段相對應深沖鋼的第一代產(chǎn)品的開發(fā)和成用足20世紀50～60年代的普通沸騰鋼，只能用于普通深沖件；低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼為第二代產(chǎn)品．產(chǎn)生于2O世紀6o～8O年代．具有較好的深沖性能；20世紀8o年代以后出現(xiàn)了以IF鋼為代表的第三代超低碳超深沖鋼?，F(xiàn)代IF鋼采用底吹轉(zhuǎn)爐冶煉．經(jīng)過改進的RH處理．以及在連鑄過程中采用防增碳措施．可以在經(jīng)濟的條件下使碳含量大大降低，一般；。按照鋼板的性能，IF鋼板可分為深沖鋼板和高強度鋼板兩大類。按照添加的合金元素分類，目前生產(chǎn)的IF鋼有三種，即單一添加Ti的TiIF鋼、單一添加Nb的NbIF鋼和復合添加Ti和Nb的Ti+NbIF鋼。例如，日本的川崎、新日鐵，美國的Armco、Inland，德國Thyssen、Hoesch等。IF鋼生產(chǎn)在日本發(fā)展很快，在1999～2001年，日本每年生產(chǎn)約600～700萬tIF鋼。在IF鋼生產(chǎn)中，高強鋼由1993年的5．3％(占IF鋼總產(chǎn)量)增長到2001年的11．6％。而IF鋼冷軋板所占比例卻在下降，由1993的55％(占IF鋼總產(chǎn)量)下降到2001年的28．3％。日本生產(chǎn)的高強IF鋼，屈服強度達237MPa、抗拉強度達370MPa、延伸率達38％、r值達2．0。最近NNK報道利用鈮的細晶強化、析出強化相結(jié)合，成功開發(fā)了一種強度440MPa，r值高達1．7的含鈮高強合金化熱鍍鋅IF鋼。為減少沖壓成型高強鋼的難度，對烘烤硬化IF鋼也投人生產(chǎn)。在歐洲，汽車工業(yè)由1980年到2001年產(chǎn)量增加了44％，IF鋼的產(chǎn)量也是逐年增加。因此，在歐洲大力發(fā)展高強IF鋼，其中包括抗拉強度在1000MPa的雙相鋼、TRIP鋼等。我國研制IF鋼始于1989年，北科大與寶鋼合作，在沒有引進外國專利的情況下，用了不到兩年的時間基本完成了IF鋼的開發(fā)，添補了國內(nèi)空白。國內(nèi)對于提高IF鋼深沖性能的研究，改善深沖性能做了許多大量的工作。河北理工大學劉戰(zhàn)英等研究表明，通過兩次冷軋兩次退火工藝，在總壓下率一定，一次冷軋壓下率較小，二次冷軋壓下率較大時，可提高r值，其r值最高達3．2。東北大學寧宇研究得出，在鞍鋼1780mm熱軋廠實現(xiàn)了IF鋼鐵素體區(qū)熱軋，鐵素體區(qū)熱軋板經(jīng)過酸洗、冷軋、退火后，其r值可以達到2．4。文獻指出，鐵素體區(qū)軋制時的潤滑條件對低碳加Ti冷軋鋼板r值和n值有較顯著的影響，通過熱軋潤滑技術，生產(chǎn)出了r值達到3．0的超級深沖鋼。能夠批量生產(chǎn)從CQ到SEDDQ所有級別的IF鋼板。2005年IF鋼產(chǎn)量達195萬噸。2006年鞍鋼的IF鋼年產(chǎn)量約在40萬噸左右。首鋼遷鋼公司2007年首次試制熱鍍鋅IF鋼，冶煉IF鋼中C、N含量均在30ppm以下，其組織性能達到要求，IF鋼板沖壓合格率100％，但表面質(zhì)量和性能的穩(wěn)定性與Thyssen等國際先進水平有差距。我國的多條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線也具有IF鋼的生產(chǎn)能力，只是目前大都停留在CQ、DQ的級別上以作為冷軋的原板為主。高強度IF鋼成分設計特點使：必須是超低碳鋼，即鋼中C、N含量應控制在50ppm以下，S含量應低于；需Ti，Nb處理，由于鋼質(zhì)純凈，無間隙原子存在利于組構優(yōu)先發(fā)展是高強度IF鋼具有優(yōu)異深沖性的原因。對于級別以下的高強度IF鋼單獨加P，在不影響成形性能的前提下提高性能。表21固溶強化元素對力學性能的影響化學成分，%力學性能MnSiP,MPa,MPa,%nr17636346206412402264613620139341表22 典型超低碳、高強度IF鋼的化學成分CNSiMnPSNbTiB表23 IF鋼的力學性能,MPa,MPa,%nr20641240 表24 IF鋼典型化學成分 %項目CSiMnPSAlsTiON企標≤≤~≤≤~~≤≤內(nèi)控≤≤~≤≤~~≤≤目標≤≤≤≤≤≤表25 國內(nèi)外部分鋼廠 IF鋼化學成分 % 廠名CSiMnSPAlNTiNb阿姆科~~~~~~~~~新日鐵~~~~~~~~~神戶~~~~~~~~~浦項~~~~~~~~~寶鋼~~~~~~~~~表26 高強度熱鍍鋅板的化學成分，%CMnSiPSAlNbTi≤≤≤≤≤表27 高強度熱鍍鋅板的力學性能,MPa,MPa,%Mn含量在以上時，會降低伸長率，應限制在以下；Si含量應低于。P是最有效的固溶強化元素，它的加入會顯著提高鋼的強度。間隙原子，如碳和氮對鋼的變性行為有顯著影響。實際上，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)即使在間隙原子含量抵達時仍有屈服點。此外，不連續(xù)屈服可以導致呂德斯帶的產(chǎn)生，這對表面質(zhì)量有害，也可促進成形期間產(chǎn)生過早斷裂或變形后產(chǎn)生不均勻回彈。這些“間隙原子（IF）”鋼主要依靠碳化物、氮化物和碳硫化合物的固體析出降低溶質(zhì)間間隙原子含量。從開發(fā)的最早階段可以明顯看出，這些鋼種與傳統(tǒng)鋼種相比，有著不同的產(chǎn)品屬性。實驗室結(jié)果證明，與典型低碳鋼相比，均勻屈服性提高了，且可成形性增加了。今天，通過連續(xù)鍍鋅線處理的熱浸鍍鋅IF鋼主要含有使無間隙原子的鈦和鈮。當前生產(chǎn)的其他IF鋼只能依靠添加鈦使間隙原子穩(wěn)定。煉鋼和連鑄的主要目標是限制碳和氮的總含量，而析出是為確保除去最終產(chǎn)品中的溶質(zhì)無間隙原子。C與Nb在鋼中形成的NbC在較低溫度下(℃)部分溶解，并分布在晶界上NbC存在，阻礙了鋅原子沿晶界和鐵原子發(fā)生劇烈反應，從而提高了鋅層的抗粉化能力；加工脆性。由于Ti的化學活性很大，易和C、N、O、S等形成化合物。鈦在鋼中主要以TiC或Ti(C,N)的形式存在。鈦具有阻止形變奧氏體再結(jié)晶的作用，可以細化晶粒；此外，鈦有促進粒狀貝氏體形成的作用，在控軋控冷的低碳貝氏體非調(diào)質(zhì)鋼得到應用。鈦的固溶度非常低，在鋼材鈦含量適宜（）時才能同時滿足各方面的要求，更低的鈦含量將不能得到足夠體積分數(shù)的TiN來有效阻止晶粒細化。鈦還可以作為鋼中的硫化物變性元素使用，以改善鋼板的縱橫性能差。