IF钢的显微组织及析出物分析.pdf

莱钢科技
第3期(总第177期)
IF钢的显微组织及析出物分析
路峰,孙建卫,邹仲平
(技术中心)
摘要:对莱钢生产的F钢进行了力学性能测试和微观组织观察。实验结果表明,F热轧退
火板中呈矩形或者正方形的大型析出物为TN,以及以三角形、椭圆、多边形或者圆形存在的
细小TS、Ti4C2S2和Ti(CN)、TC析出物。TS、T4C2S2、TC多在晶内析出,晶界上析出的较少,
而TN以晶界析出为主。
关键词:F钢;微观组织;力学性能;析出物
0前言
各样品晶粒尺寸测算结果见表2所示。
表2各样品的晶粒尺寸
无间隙原子钢,简称IF( Interstitial Free Steel)
厚度位置品粒す平均帰粒尺す平均伸长率
钢,是在钢中加入一定比例的T,使钢中固溶C和N
的含量降低到0.01%以下,使得铁素体得以净化,
边部12.3
0.7
13.0
42.1
从而具有良好的深冲性能,T和间隙原子的结合
中部13.7
会以不同形式的析出物析出,对钢的力学性能有
边部12.6
0.8
12.6
定的影响。对菜钢生产的热轧F钢进行力学性
中部12.5
能测试和微观组织观察,分析析出物的形貌和成分
边部12.5
12.8
48.8
组成,对F钢生产工艺的改善及其微观机理的认知
中部13.1
有一定的指导作用。
边部13.9
14.7
45.2
中部
15.6
试验材料与方法
对照片进行晶粒尺寸测算,结果显示样品晶粒
实验材料选用某钢厂生产的DC06热轧板,室尺す大体相似,品粒尺す在12.6-14.7m之间。
温下在拉伸试验机上以2mmin的速率进行形2.2扫描电镜分析
变,测量力学性能。采用德国 ZEISS公司生产的
对热轧板进行扫描电镜分析,表面呈现状态见
ZEISS- SUPRA-55型扫描电镜进行微观组织观
图1。
察。在JEM-2000FX型透射电镜上进行透射电镜
实验,并对析出相进行能谱分析。
2实验结果与讨论
2.1力学性能及晶粒尺寸测定
力学性能指标见表1所示。
表1DC06热轧板力学性能
板厚Rp0.2RmA80
mm
/mm
/Mpa
%
0.7
41.9
0.8
150
298
46.50.2352.616
297
48.80.2392.636
303
45.40.2332.447
作者简介:路峰(1984-),男,2008年7月毕业于东北大学材料成
型及控制工程专业。工程师,主要从事薄板技术研发工作
图1试样SEM照片
莱钢科技
2015年6月
通过扫描电镜观察发现,钢中的析出物大致有2.4讨论
两种:矩形规则状夹杂和圆形夹杂,后者的尺寸小于
IF钢可看作是Fe元素与其它元素组成的固溶
前者。对夹杂进行能谱分析,见图2所示
体,各析出物在基体中的溶解度不同且随温度的降
低而降低,在一定温度下当溶解量高于溶解度时,析
出物便会从基体中析出。加工过程中各种工艺参数
对析出物的析出都有影响,但温度是最主要的影响
因素。
(a)矩形夹杂物;
(b)圆形夹杂物
通过添加Nb、T或Nb+等强C、N化合物形
图2试样中夹杂物能谱分析
成元素对间隙原子进行捕获,形成析出物(二相粒
通过能谱分析,可推测矩形析出物成分为氮化子),根据添加元素的不同,F钢可分为T-F钢和
钛,如二氮化二钛(T2N2)和四氮化三钛(TN,);圆NMb+TーF钢。在T-F钢中,T与N、S形成
形析出物主要为含S、Ti的复合析出物。
TiN、TiS,与C形成TC。在较低温度时发生转变
2.3透射电镜分析
或同TC结合而形成T4C2S2,其析出物有TN、TiS、
在样品板上各切下一块10mx8mm的试样,TC、TiC2S2等。在T-IF钢中C、N化合物的析出
10mm的长边沿轧制方向,进行透射电镜析出物分析实顺序为TN→TiS→TC2S2→TC,T、N原子具有强
验。试样析出物的透射电镜观察结果见图3所示。
的结合能力,在高温时就已形成TiN,尺寸也较大,
当温度降低时,Ti4C2S2的稳定性比TS强,TS附近
的C便被吸收转变为T1C2S2,高温时TS作为主要
的硫化物析出,而在降低时,TC2S2的析出占主导
地位,TC粒子在铁素体区析出,对置-IF钢,各析
出物具体的析出温度为:TiN:1508℃;TS:
1401℃:TC2S2:1280℃;TYC:897℃?。
由上所示,其中析出物分为尺寸较小呈正方形
或者矩形的TN析出,其较小的尺寸影响了该样品
的性能。析出物大多大于50nm,也有达到数百纳米
的,但大多数处在100nm左右。
=当
经透射图谱及能谱分析,并结合SEM扫描结
果,所有分析样品中都存在两种类型的析出物:以矩
形或者正方形见多的大型析出物为TiN,以及以三
角形、椭圆、多边形或者圆形存在的细小TiS
Ti-C2S2和T(CN)析出物。
矩形的二相粒子多分布在晶界,而三角形和多
边形、圆形等二相粒子多在晶内析出。
3结论
超深冲F钢成品板中析出物的类型、形态、尺
寸和数量等对最终成品板力学性能有较大的影响,
通过对DCO6成品板透射电镜及扫描电镜分析,结
图3热轧退火板中的析出物形貌及能谱分析
合各样品力学性能进行对比分析,可以得出以下三
由图3可知,以矩形或者正方形见多的大型析条主要结论:1)IF热轧退火板中析出物主要有:
出物为TN,以及以三角形、椭圆、多边形或者圆形TiN、TiC与及Ti4C2S2等。2)TiN尺寸最大,在3~6
存在的细小TS、T,C2S2和T(CN)、Ti(CN)析出um之间,形状为长方形或正方形;TC尺寸最小,以
物
圆点状为主;TS、T4C2S2尺寸在2~5um之间,形
61