IF钢

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汽车板用钢介绍—IF钢

汽车板用钢介绍—IF钢
IF（Interstitial Free）钢，又称无间隙原子钢，是在超低碳钢中加入一定量的Ti、Nb使钢中的碳、氮原子完全被固定成碳氮化合物，使钢中无间隙原子存在，钢质洁净，该钢具有极优良的成形性，即高r值（>2.0）、高n值（>0.25）、高δ%（>50％）。

IF钢的发展大致经历了四个阶段：20世纪40年代，Comstock的研究为IF 钢奠定了基础；60年代，真空脱氧冶金技术的应用有效的降低了钢中C、N、S 的含量，只需少量添加Ti和Nb即能获得性能优良的超深冲钢，这使IF钢得到了迅速的发展。

70年代，连续退火技术的应用，大大提高了退火工艺的稳定性，为IF钢的进一步发展创造了条件。

80年代，冶金生产技术得到进一步发展。

采用底吹转炉和改进的RH处理可以经济地生产出C≤20ppm的超低碳钢，IF钢在国际范围内取得飞速发展。

1989年世界IF钢产量已超过700万吨，1994年世界IF钢产量超过1000万吨。

IF钢取得了如此重大和迅速的发展，使其应用不再仅限于少量难冲零件，其关键在于两大突破：（1）成本降低；（2）用途广泛。

由于IF钢所具有非时效性和深冲性，以IF钢为基础业已开发出众多超低碳钢系列产品。

IF钢按冲压级别可分为商用级（CQ）、普通冲压级（DQ）、深冲压级（DDQ）、特深冲压级（EDDQ）和超深冲压级（SEDDQ）等系列。

超低碳钢系列几乎可以满足汽车用钢板所提出的各种性能要求，如深冲性、高强度、防腐性、BH性，从而得到了广泛的应用性。

什么是IF钢

无间隙原子钢（interstitial-free steel）,是一种借助于高新的冶炼技术和加工工艺而生产出来的８０年代的新型深冲薄板钢。

由于在铁素体中几乎没有固溶的自由碳、氮之类的间隙原子存在，因而具有极为优良的冲压成型性能，故称为IＦ超深冲薄板钢。

IF钢是在超低碳钢中加入适量的钛或铌，使钢中的碳、氮间隙原子完全被固定成碳、氮化物，钢中没有间隙原子存在而称之。

IF钢具有高的塑性应变比（F值高）和应变硬化指数（n值高），故其成形性好，无时效，无屈服平台，是近期新开发的具有极优深冲性能的批三代冲压用钢，特别适用于形状复杂，表面质量要求特别严格的冲压件。

一、国内外生产及使用情况IF钢的发展与冶金装备和工艺的进步密不可分，其发展经历了几个时期。

COMSTOCK等人在1949年提出了IF钢的概念，但当时低碳钢中一般含0.05％C、0.003％N，那么按Ti〉4（C+N）计算，固定C、N所需的Ti量约为0.25-0.35％，由于Ti价格较贵，当时工业生产是不现实的。

60年代后期，真空脱气技术应用于冶金工业，钢中的碳含量降至0.01％以下，使生产商品IF钢成为可能，但当时采用的是罩式退火工艺，IF与铝镇静钢相比，虽然性能好，但成本仍然很高，所以仅用于少量特殊难冲压件（即无法用铝镇静钢生产的零件）。

70年代，世界上出现了连续退火机组，用铝镇静钢在连续退火线上是无法生产出与罩式退火相媲美的深冲板，需要开发与连续退火相适应的钢种（即IF钢）。

此外，IF钢使得在连续热镀锌线上生产出具有良好成型性的镀锌板成为可能，所以IF钢的产量明显增加。

自80年代以来，冶金生产技术进一步得到发展，采用底吹转炉和改进的RH真空处理可以经济地生产出C≤20ppm的超低碳钢，连铸保护浇铸可以有效控制增碳、增氮，防止二次氧化。

此外，汽车工业对深冲性的要求也越来越高，IF钢得到迅猛发展。

IF钢应用范围从最初仅限于难冲压件几乎扩展到汽车上所有深冲件。

IF钢简介

热轧冷轧连续退火
→
→
→
→ →
→ →
5 技术要点
【炼钢】（铁水预处理一转炉冶炼一RH真空精炼一连铸）
1.超低碳；2.微合金化；3.钢制纯净
【热轧】 1.均匀细小的铁素体晶粒； 2.粗大稀疏的第二相粒子；【冷轧】尽可能大的冷轧压下率【退火】 1.再结晶晶粒均匀粗大； 2.发展再结晶织构；
• 钢质纯净
杂质元素尽可能降低
1 概述
【产品特点】
1.减重节能为目标的高强度钢板系列
2.以提高成形性能为目标的深冲钢板系列 3.以提高防腐能力为目标的镀层钢板系列
2 发展
【四个阶段】
1
20世纪40年代，Comstock的研究为IF钢的发展奠定了基础
2
60年代真空脱氧技术使IF钢得到迅速发展
3
70年代连续退火技术提高退火工艺的稳定性
4
80年代采用底吹转炉和改进的RH处理生产超低碳IF钢
3 研究现状
【国外】
1
发展迅猛，20世纪末日本的FI钢年产量已超过1000万吨,并呈逐年上升趋势
2
许多大型钢铁公司均积极发展IF钢生产,如日本的川崎制钢公司、新日铁公司,德国的Thyssen钢铁公司、Hoesch钢铁公司,美国的Armco钢铁公司、Inland钢铁公司,韩国的浦项钢铁公司等,其IF钢年产量均在100万吨以上 1989年世界IF钢产量已超过700万吨，1994年世界IF钢产量超过1000万吨
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≤0.0030
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0.004~0.005
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0.001~0.004
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高纯净IF钢冶金工艺开发研究

粉末冶金高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性的高速钢材料，广泛应用于制造高性能的刀具、模具和机械零件。本次演示将粉末冶金高速钢生产工艺的发展历程、工艺流程、技术要点、现状和前景等方面进行详细阐述。
粉末冶金高速钢生产工艺是将高速钢粉末通过压制和烧结的过程，制成具有一定形状和性能的高速钢制品。这种生产工艺具有生产效率高、材料利用率高、制造成本低等优点，成为现代制造业中备受的技术之一。
2、硬度：铁素体区热轧工艺还可以提高IF钢的硬度。这是因为细化晶粒和析出强化增加了位错密度和碳氮化物数量，从而提高了材料的硬化程度。
3、冲击韧性：冲击韧性是衡量材料韧性的重要指标。通过铁素体区热轧工艺，可以优化材料的织构，提高其冲击韧性。冲击试验结果表明，经过铁素体区热轧处理的IF钢具有更好的冲击韧性。
在本研究中，我们采用电炉+炉外精炼的工艺路线，具体流程如下：
1、电炉熔炼：将废钢、生铁、合金等原材料加入电炉中进行熔炼，通过电能转化为热能，使原材料熔化混合。
2、炉外精炼：将电炉熔炼得到的钢水倒入精炼炉中进行进一步处理。通过控制炉内气氛、温度、成分等条件，对钢水中的杂质、气体、夹杂物等进行去除，达到高纯净度的要求。
粉末冶金高速钢生产工艺的技术要点包括粉末的制备技术、处理技术、成型技术等。粉末的制备技术包括气相法、液相法和固相法等，应根据不同的应用场景选择合适的制备方法。处理技术主要包括热处理、表面处理等，以提高材料的性能。成型技术主要包括压制和烧结等，应选择合适的成型方式，以保证产品的质量和性能。
目前，粉末冶金高速钢生产工艺在国内外得到了广泛应用。国内外的生产现状表明，粉末冶金高速钢生产工艺具有广阔的市场前景。特别是在制造高性能刀具和模具等领域，粉末冶金高速钢具有很大的竞争优势。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，粉末冶金高速钢生产工艺将会得到更加广泛的应用。

IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究

IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究一、本文概述随着现代工业的发展，钢铁材料作为国民经济的重要支柱，其质量和性能的提升对于满足社会生产的需求至关重要。

IF钢（Interstitial Free Steel，无间隙原子钢）作为一种优质的低碳钢，以其高强度、高韧性、良好的焊接性和成形性等特点，在汽车、石油、化工、建筑等领域得到了广泛应用。

然而，IF钢的生产过程中，钢中成分的控制以及夹杂物的控制对于其最终性能的影响至关重要。

因此，本文旨在深入研究IF钢中成分及夹杂物的过程控制，为提高IF钢的质量和性能提供理论支持和实践指导。

本文将首先介绍IF钢的基本特性和应用领域，阐述研究IF钢中成分及夹杂物过程控制的必要性。

接着，将重点分析IF钢生产过程中成分控制的关键因素，包括碳、氮、氧等主要元素的含量控制，以及合金元素的添加和调整。

还将探讨夹杂物对IF钢性能的影响及其形成机制，提出有效的夹杂物控制策略。

在此基础上，本文将总结国内外在IF钢成分及夹杂物过程控制方面的研究成果和进展，以期为我国IF钢生产技术的进步提供借鉴和参考。

通过本文的研究，期望能够为IF钢的生产过程优化提供理论依据，为提升我国钢铁工业的整体竞争力做出贡献。

二、IF钢的成分控制IF钢（Interstitial-Free Steel）作为一种高级别的深冲用钢，其成分控制对于最终产品的质量和性能具有至关重要的影响。

成分控制不仅关乎钢的强度、韧性、耐腐蚀性，还直接影响到其深冲加工性能和表面质量。

因此，对IF钢的成分进行精确控制是提升产品质量、满足市场需求的关键。

在IF钢的生产过程中，碳（C）、氮（N）和硫（S）等元素是需要特别关注的。

碳元素是影响IF钢性能的主要因素之一，通过降低钢中的碳含量，可以有效提高钢的深冲性能和焊接性能。

氮元素同样对钢的强度、韧性和焊接性有显著影响，因此需要通过精确控制冶炼和精炼过程来降低钢中的氮含量。

硫元素虽然在一定程度上可以提高钢的切削加工性能，但过高的硫含量会导致钢的韧性降低，因此也需要对其进行严格控制。

IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究共3篇

IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究共3篇IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究1IF钢中成分及夹杂物的过程控制研究随着现代工业的不断发展，对于钢材的品质要求也越来越高。

IF钢作为一种特殊优质钢种，其在汽车、家电、建筑等领域广泛应用。

然而，IF钢中夹杂物会影响钢材的力学性能、表面和内部质量，对其材料性能和应用价值产生极大影响。

因此，如何控制IF钢中的成分和夹杂物，是IF钢制造过程中需要解决的关键问题。

IF钢是一种采用低碳、低硫、低磷的残余奥氏体钢种。

在IF钢的制造过程中，控制钢水中的成分含量是非常重要的。

其中，C、S、P元素含量对于钢材的机械性能有着重要的影响。

C元素的含量要保证适当，通常控制在0.04%-0.08%范围内，过高或过低都会使得机械性能发生损伤。

S元素含量应控制在0.005%-0.010%范围内，过高会促使烧坏电极，导致钢中夹杂物增加。

P元素含量控制在0.002%-0.005%范围内，为了降低钢中的气体夹杂物，通常采用钙处理剂进行熔炼。

除了需要控制IF钢中的成分含量，还需要控制钢中的夹杂物。

夹杂物是影响钢材力学性能的主要因素之一。

铜、锰、磷、铝等元素是最常见的夹杂物，它们的形态主要分为气体夹杂物、夹杂物、硅线夹杂物。

其中，气体夹杂物是采用真空熔炼来达到控制的。

夹杂物控制主要采用铝剂、钝化剂来控制，将夹杂物和夹杂物粒子分散固溶。

夹杂物控制涉及到工艺流程中的温度、时间、气氛等多个因素。

其中，温度是控制夹杂物形成和发展的最主要因素。

在熔炼过程中，温度不稳定会导致夹杂物粗化、合并，影响到产品的质量。

时间是影响夹杂物生成的另一个因素。

时间越长，夹杂物的净化越好，但同时也会增加钢材的消耗和制造成本，因此需要在时间与效果之间做出平衡。

气氛对于夹杂物的控制也是至关重要的。

在IF钢制造过程中，要求钢水在加工过程中不氧化，因此需要高纯氧化铝和氮气配制的高保护因素。

总而言之，IF钢中成分及夹杂物的过程控制是IF钢提高品质的关键。

国外超低碳IF钢炼钢工艺及生产

现在，汽车工业的飞速发展带动了IF(InterstitialFreeSteel)钢的生产，世界上许多先进钢铁企业都非常重视IF钢的生产，安赛乐米塔尔、新日铁、JFE、蒂森克虏伯、美钢联、浦项等IF钢的年产量均在200万吨以上。

20世纪末，日本IF钢的年产量已超过1000万吨。

近年来，为适应汽车减重、降低材料消耗和节约燃油的需要，对汽车用钢板强度的要求越来越高。

超低碳IF钢是钢铁材料的高端产品，钢的化学成分、夹杂物含量以及每道工序必须严格控制。

1IF钢的化学成分为保证IF钢的性能，必须对钢的化学成分及夹杂物含量严格控制。

碳作为固溶于钢中的间隙原子，随着其含量的增加，钢的屈服限也升高，加大了变形抗力，影响成形性能，因此制作轿车外壳的IF钢含碳量越低越好。

钛和铌元素在IF钢中主要起固定碳、氮的作用。

因而IF钢必须具有超低碳(<=0.003%)、氮(<=0.003%)、微量的钛或铌合金化、夹杂物含量低等优点。

国外部分先进钢铁厂IF钢的化学成分见表1。

从表1看出，目前IF钢中的碳含量可以控制到0.0010%。

表1 国外部分钢铁厂IF钢的化学成分厂名 C Si Mn S P Al阿姆柯 0.02~0.005 0.007~0.025 0.25~0.5 0.008~0.02 0.001~0.01 0.003~0.012 N Ti Nb新日铁 0.001~0.006 0.009~0.02 0.10~0.20 0.002~0.013 0.003~0.015 0.02~0.05神户 0.002~0.006 0.010~0.020 0.10~0.20 0.002~0.013 0.005~0.015 0.02~0.070浦项 0.002~0.005 0.010~0.020 0.010~0.02 0.002~0.013 0.005~0.015 0.02~0.070宝钢 0.002~0.005 0.010~0.030 0.010~0.02 0.007~0.010 0.003~0.015 0.02~0.0700.001~0.004(N) 0.010~0.040(Ti) 0.004~0.010 (Nb)2IF钢的生产工艺流程IF钢生产流程的每一道工序都会影响最终产品的深冲性能。

IF钢的工艺性能及概述

IF钢的工艺性能及概述IF钢是一种低碳高铁磁合金钢，具有很高的电磁性能和良好的冷变形加工性能。

IF是Interstitial Free的缩写，意味着该钢中几乎没有间隙原子，因此其力学性能和电磁性能得到了显著的提升。

1.冷变形加工性能：IF钢具有出色的冷变形加工性能，可以通过冷轧、冷弯、冷锻等工艺进行加工，能够制成各种形状和规格的板材、管材和型材。

这是因为IF钢的晶界延迟软化能力较好，具有较高的延伸率和较低的屈服强度，且具有较高的塑性变形能力。

2.焊接性能：IF钢能够通过各种焊接方法进行焊接，包括电弧焊、激光焊、电阻焊、紧固焊等。

IF钢具有较低的碳含量和良好的气体溶解和扩散性能，因此焊接过程中较少产生气孔和裂纹，焊缝性能良好。

3.成形性能：IF钢具有较好的成形性能，能够在冷成型和热成型过程中保持较好的金属流动性和变形能力，从而能够制作出复杂形状的零部件和组件。

4.电磁性能：IF钢具有优异的电磁性能，包括高感应磁导率、低磁滞损耗和低涡流损耗。

这使得IF钢在制造电机、变压器、电感器和相关电子设备时具有重要的应用价值。

概述：IF钢是一种在冶金学和材料科学领域中具有重要地位的钢种，其独特的工艺性能使得它广泛应用于汽车制造、家电制造、电子设备制造、建筑和航空航天等领域。

IF钢具有低碳含量、良好的冷变形加工性能、优异的焊接性能和电磁性能等特点，适用于各种冷加工和热加工工艺。

其具有较高的塑性变形能力和较低的屈服强度，可以通过各种冷加工工艺制成各种形状和规格的板材、管材和型材。

同时，IF钢还具有较好的焊接性能，能够通过各种焊接方法稳定焊接而不产生明显的气孔和裂纹。

另外，IF钢具有优异的电磁性能，包括高感应磁导率、低磁滞损耗和低涡流损耗。

这使得IF钢可以广泛应用于制造电机、变压器、电感器和相关电子设备。

其良好的电导性和磁导性还有助于提高设备的效率和性能。

总之，IF钢是一种工艺性能优异的钢种，具有出色的冷变形加工性能、焊接性能和电磁性能。

IF钢简介

IF 钢简介概述：IF是Interstitial Free的缩写，即无间隙原子，意味在这种钢中不存在固溶的碳和氮原子，因此较为适宜用连续退火工艺进行制造。

与低碳铝镇静钢相比较，IF钢的特点是具有良好的冲压成型性，不存在钢板的时效问题。

通过在超低碳钢中加入Nb和Ti微合金元素，形成碳、氮化物析出，达到IF化。

在制造过程中要求炼钢连铸工序做到钢水的超低碳处理，纯净化处理，提高Nb和Ti微合金元素的效率。

由于碳、氮化物的析出主要在热轧阶段完成，这就要求热轧工序必须具备与之相符的温度制度。

IF钢的材质具有高的延伸性和高的r值，要求热轧的工艺条件是低温加热和高温卷取。

在热轧卷取与终轧的温度控制上，由于IF 钢的Ar3 温度很高，因此铁素体晶粒很容易长大，为了对热轧卷的铁素体晶粒控制在较细的水平，以得到合适的成品晶粒度。

必须对热轧终轧和卷取温度的控制精度提出较高的要求，一般在±20℃。

IF钢分为Nb-IF；Ti-IF；Nb+Ti-IF,但以Ti-IF为主。

IF钢的制造要点介绍如下：炼钢：①超低碳②微合金化③钢质纯净热轧：①均匀细小的铁素体晶粒②粗大稀疏的二相粒子冷轧：①尽可能大的冷轧压下率退火：①再结晶晶粒均匀粗大②发展再结晶织构（1 1 1）1.炼钢连铸①杂质元素的控制IF 钢杂质元素要控制在很低水平,这是IF钢获得超深冲性的重要原因。

一般要求O ≤0.002 % , S≤0.01 % , Mn≤0.2 % , Si≤0.03 % ,P≤0.01 % ,Al≤0.06 %。

由于S和P易偏析,明显损害钢板质量的均匀性,是产生裂纹的原因。

Mn和Si过多，除固溶强化外还引起析出物过剩,阻碍再结晶晶粒的长大,对值不利,故其含量应较低。

O在钢中的固溶量极少,多以各种氧化物夹杂的形式存在,而这些夹杂物会导致最终产品的表面和内部产生缺陷。

钢中的非金属夹杂如氧化物和硫化物归根到底是受到氧和硫含量的影响。

国外钢铁厂氧化物的含量一般都较低,氧的总量小于20×10-6,杂质直径不大于50μ。

IF钢的工艺性能及概述

图1 Nb、Ti对IF钢奥氏体区进行的, 为了使热带晶粒细化, 采用高的终轧压下率和终轧后快速冷却。IF钢在奥氏体再结晶区热轧时, 其道次变形量不能太小, 否则, 就会产生奥氏体部分再结晶, 形成混晶组织, 对IF钢的深冲性能不利。在奥氏体再结晶区热轧总变形量越大, 则在轧制时发生的形变再结晶次数越多, 热轧后得到的铁素体晶粒就越均匀, 越有利于得到等轴状的铁素体晶粒, 研究表明晶粒呈等轴状时有利于IF 钢深冲性能的提高。
2.3.2 加热温度
IF钢的终轧方式有两种即奥氏体区轧制、铁素区轧制, 奥氏区轧制是无论精轧还是粗轧, 轧制温度均在Ar3以上, 而铁素体区轧制时粗轧温度在Ar3以上而精轧温度在A r3以下, 即在铁素体区轧制。由于终轧温度的不同, 加热温度也有差别。传统工艺多采用奥低体区轧制, 由于IF 钢中含有T i和Nb, Ti和 Nb对钢再结晶性能的影响如下图1所示。由于钢中Ti和Nb存在致使IF钢的γ→α转变温度升高, 为了使其充分奥氏体化, IF钢的出钢温度较普通钢高据某钢厂的实际生产数据表明, IF钢的出钢温度一般较普碳钢高20℃左右。由于铁素体轧制可以降低加热温度, 节约能源, 轧后产生粗大的二相粒子和细小铁素体晶粒, 在随后的冷轧和退火处理过程中产生分布均匀和强的再结晶织构等优点, 铁素体轧制技术作为一项新技术而得到广泛的应用。CSP生产中由于不存在γ→α → γ的转变, 所以可采用较低的加热温度和终轧温度, 容易实现铁素体区轧制, 生产一些薄规格的IF钢。
3 IF钢的合金元素和性能特点 3.1 IF钢的合金元素的含量 C≦0.003；Si≦0.03；Mn：0.10～0.20； P≦0.006；S≦0.007； Al：0.02～0.05； Ti：0.04～0.08；O≦0.003；N≦0.004； Nb：0.06～0.25。

对IF钢组织性能影响因素分析

对IF钢组织性能影响因素的分析IF钢(Interstitial Free Steel)又叫无间隙原子钢，是继沸腾钢与铝镇静钢之后自动化工业广泛应用的又一代深冲用钢。

IF钢的特点是含碳量很低，参加Ti 和Nb之后，形成Ti和Nb的C、N化合物。

由于钢中无间隙原子，而使其具有优异的深冲性能：高塑性应变比、高延伸率、高硬化指数以及较低的屈强比，并具有优异的非时效性，因此被誉为第三代超深重用钢而广泛应用于汽车制造等行业[1]。

IF钢按添加的微合金元素不同，通常分为Ti—IF钢、Nb—IF钢和(Nb+Ti)一IF钢，影响IF钢组织性能的因素有很多，总结起来有两大类：一是材质本身的因素，包括所含化学成分的影响，二是加工工艺的影响。

下面分别就两方面的影响因素予以具体阐述。

首先，介绍一下IF钢的成型性及其评价。

〔一〕IF钢的成型性及其评价汽车用钢板几乎全部经过冲压成型，所以成型性的好坏是材料面临的首要问题。

所谓成型性是指钢板在承受变形过程中抵抗失效的能力。

它除了与材料本身特性有关外还与变形条件有关。

评价钢板成型性能的指标有两大类，即根本成型性能指标和模拟成型性能指标。

前者是对材料本身性能的反映，取决于材料生产过程中的冶金因素；后者是对材料在*种变形条件下成型性能的反映，与具体的变形工艺有关。

与上述两大类成型性能指标相对应的实验方法中，应用最广泛的的成型性能实验是单向拉伸实验，而Swift冲杯实验、扩孔实验、极限拱高实验都是模拟成型性能实验。

单向拉伸实验获得两个主要的根本成型指标：加工硬化指数(n值)和塑性应变比(r值)，同时还可获得屈服强度(Ys)、拉伸强度(Ts)和延伸率等。

加工硬化指数(n值)是钢板在塑性变形过程中形变强化能力的一种量度，是评价板材在拉胀时成形性能的指标。

钢板在成形过程中，变形大的部位首先硬化，n值越高，硬化程度越强，变形越困难，促使变形小的部位的金属向变形大的部位流动，使整体钢板变形区域均匀，从而提高了钢板的成形性能。

IF钢简介

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≤0.0030
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0.004~0.005
0.003~0.012
0.001~0.004
0.020~0.070
0.001~0.004
0.020~0.070
1 概述
【成分特点】
• 超低碳氮固溶碳和固溶氮严重损害IF钢的塑性应变比 • 微合金化通过适当的钛、铌处理后,IF钢的塑性应变比大大增加
• 钢质纯净
杂质元素尽可能降低
1 概述
【产品特点】
1.减重节能为目标的高强度钢板系列
2.以提高成形性能为目标的深冲钢板系列 3.以提高防腐能力为目标的镀层钢板系列
2 发展
【四个阶段】
1
20世纪40年代，Comstock的研究为IF钢的发展奠定了基础
2
60年代真空脱氧技术使IF钢得到迅速发展
3
3 研究现状
【国内】
1
1989年开始研发，并大力发展IF钢生产
2
处于初级发展阶段，仅可以满足中低档轿车和卡车用钢板的质量要求,中高档轿车用高品质钢板仍然需要大量进口
3
与国外同类型产品差距大
4 工艺
传统工艺
C-W法热轧织构预处理冷轧连续退火
新工艺热续轧退火织构预处理 → 冷轧连续退火再次连 →
7 缺陷及控制
【缺陷 — 冷加工脆性】
冷加工脆性是IF钢的缺陷之一，也是高强IF钢所必须考虑的问题。高强度IF钢多用P来进行固溶强化。当IF钢中的C、N被Ti、Nb固定后，晶界清洁，磷有发生晶界偏析的倾向。晶界处磷含量可比基体中的磷含量高出10倍。由于IF钢的晶界上没有固定的碳和氮，因而晶界强度低，极易发生断裂。尤其在初始冷加工后这种趋势愈加强烈，这是引起二次加工脆性的主要原因。由于铌在钢的基体中固溶度较钛大，因而Nb-F钢阻止冷加工脆性较Ti-IF钢具有更好的抵抗能力。

IF钢的生产

物增多,从而阻碍再结晶，增大热轧板晶粒!使冷轧退火后的lF钢性能下降,损害 IF钢的r值。
低温加热容易得到粗大的析出物，且其铁素体晶粒细小，在以后的冷轧和退火时对这一特征得以保留和改善，防止了弥散细小的二相粒子析出使其再结晶更为充分和完善，有利于深冲性能的γ织构得到加强（1210℃，新余钢铁<=1230℃）
IF钢--冷轧
屈强比 = 屈服强度/抗拉强度
IF钢--冷轧
退火温度
一般认为，在相同的冷轧变形条件下，IF 钢中形变织构各组分的形变储能从高到低的顺序为{111} ＜ 112 ＞、 {111} ＜ 110 ＞、{112}＜ 110 ＞、{001} ＜ 110 ＞。
在再结晶初期，由于{111}变形晶粒具有更高的形变储能，同时晶粒内部存在大量亚晶，所以再结晶{111} 新晶粒会优先在{111}取向的变形晶粒内形成。
精轧变形量分配对于IF 钢来说, 由于碳、氮含量都非常低, 析出过程比较缓慢, 析出物也比较
稀少。为了完全固定碳、氮原子并形成粗大的析出物, 第二相粒子应尽早析出, 以避免在低温下( 如铁素体区卷取中) 析出细小的粒子。
因此，精轧后几道次需要增加道次变形分配量。因为此时变形温度低，回复缓慢, 变形所产生的位错密度和畸变能将比在高温下变形时高，这就会产生更大的形变诱导析出效果。
(1)TiN,TiS,Ti4C2S2是IF钢中析出较早的第二相粒子 TiN粒子在连铸坯冷却和再加热过程中析出,并在后续工艺过程中变化很小; TiS粒子则是在连铸坯冷却过程中开始析出,并且随着温度的降低, 向Ti4C2S2转变；在Ti-IF钢的粗轧过程中,1135℃左右即发现有Ti4C2S2粒子析出,而且粗轧的形变将
在再结晶初期{111} 再结晶织构通过消耗形变的{111} 晶粒而长大，逐渐发展成为γ 纤维织构。而此时的α - ＜ 110 ＞ / /RD变形晶粒形变储能低，亚晶间取向差小，再结晶形核困难，仍处于回复阶段而尚未发生再结晶。随着再结晶过程的发展，α 取向变形晶粒也开始发生再结晶，但其中的部分再结晶晶粒会被相邻的已经长大的{111} 再结晶晶粒吞并和消耗，变形储能最低的{001} ＜ 110 ＞组分最后被消耗掉。所以，γ 纤维织构逐渐增强，而α 取向织构不断减弱。

IF钢的研究

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。

IF钢知识汇总

IF钢基础知识IF钢（interstitial-free steel）又称无间隙原子钢，在IF钢中，由于C、N含量低,在加入一定量的Ti、Nb使钢中的C、N原子被固定成为碳化物、氮化物或者碳氮化物，从而使钢中没有间隙原子的存在，故称为无间隙原子钢，即IF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。

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钢目前主要用于汽车的深冲级和超深冲级冲压件的生产。

用普通冷轧板冲制形状特别复杂、应变量大的特大变形零件，废品率常在3％~8％，有时高达30％由此开发出的第三代深冲钢，即IF钢。

高纯净IF钢冶金工艺开发分析

高纯净IF钢冶金工艺开发分析0.前言我国每年的钢铁消耗量正在逐年增加，钢铁产量也在逐年增加，位居世界先进行列，但是质量和品种结构等方面，与发达国家相比，还有相当大的差距。

提高钢材质量，改善品种结构已经成为当务之急，否则中国将很难迈入真正的钢铁强国的行列。

而IF钢较普通钢有很多优良的性能，广泛应用在汽车、家电等制造行业，也因此成为世界各国冶金界研究生产的重点。

社会经济和科学技术的发展使得市场用户对产品质量的要求越来越高，高质量的IF钢必须有较高的纯净度，这样才能提高性能和使用寿命。

1.高纯净IF钢冶金工艺技术现状分析IF钢的开发在经历了三个阶段的发展到今天后，钢中的碳、氮、硫的含量得到了大幅度的降低，并且开发出了加入钛、铌合金的技术，从而使IF钢的性能得到进一步优化，并且生产成本也在不断被控制。

已经形成了预处理（脱硫、脱硅、脱磷）→转炉冶炼（脱碳、脱磷）→炉外精炼（脱碳、脱气、去除杂质）→连铸的工艺流程。

当钢中的杂质降低到一定的水平后，钢材的各项性能也将发生质的变化，所以各项工艺技术都在围绕这个展开。

1.1氧的控制生产高纯净IF钢的重要技术就是对钢中全氧和夹杂物含量的控制，含量高的话钢材就容易发生脆性断裂，冲击性能将不足。

但是在钢去氧中由于控制炉或者其他条件的原因，都使得夹杂物较多，难以控制，同时钢水也容易被其他杂质例如空气等氧化。

实际生产中，为了去除钢中夹杂物和防止二次氧化物，主要通过在转炉出钢时对钢渣处理，在真空的条件下精炼，并且搅拌吹气，同时使用惰性气体进行保护浇铸，下渣要进行检测，中间包使用放涡流技术，智能控制钢包，同时在加热时控制温度稳定，浇铸速度也要控制在一定水平，不能太快。

1.2硫的控制硫以化合物的形式存在钢中，会使钢表面不稳定，容易产生裂纹。

所以在生产中要对钢进行脱硫，脱硫主要分为两个部分：首先是在炼钢前对铁水进行预处理脱硫，然后二次精炼脱硫。

铁水脱硫要在高温、高碱度、低氧化性的条件下进行。

超低碳IF钢概述

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。

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。

IF钢简介解析

新工艺热续轧退火织构预处理 → 冷轧连续退火再次连 →
→
→
→
→ →
→ →
5 技术要点
【炼钢】（铁水预处理一转炉冶炼一RH真空精炼一连铸）
1.超低碳；2.微合金化；3.钢制纯净
【热轧】 1.均匀细小的铁素体晶粒； 2.粗大稀疏的第二相粒子；【冷轧】尽可能大的冷轧压下率【退火】 1.再结晶晶粒均匀粗大； 2.发展再结晶织构；
IF钢简介
报告人：雷宁宁
1 概述
【定义】采用钛、铌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(InterstitialFreeSteel),简称为IF钢。【成分】
成分 Wc WSi WMn Wp Ws WTi WNb 日本新日铁公司 ≤0.0025 ≤0.03 0.20~0.30 0.015~0.025 0.012~0.022 0.035~0.060 — 美国Armco公司 0.002~0.005 0.007~0.025 0.25~0.50 0.001~0.010 0.008~0.020 0.080~0.310 0.060~0.250 韩国浦项钢铁公司 0.002~0.005 0.010~0.020 0.10~0.20 0.005~0.015 0.002~0.013 0.010~0.060 0.005~0.015 中国宝钢集团公司 0.002~0.005 0.010~0.030 0.10~0.20 0.003~0.015 0.007~0.010 0.020~0.040 0.004~0.010
WN
WAl
≤0.0030
—