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1、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
2、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
3、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 般约 0.05%。至U 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 38,有时高达 30 由此开发出的第三代深冲钢, 即 IF 钢。 20 世纪 80 年代以来, IF 钢在国际范围内取得飞速发展
4、, 1997 年仅日 本的IF钢产量就已达到1000万吨。IF钢取得迅速发展的关键在于两 大突破：成本降低；市场需求增加。在 IF 钢中,根据添加的微量合 金元素的不同，可将IF钢分为Ti-IF钢、Nb-IF钢和(Ti+Nb)-IF钢三 大类。由于 IF 钢具有非时效性和深冲性,所以以 IF 钢为基础,己开 发出众多超低碳钢系列产品。 如含 P、 Cu、 Mn 高强超深冲钢板和 BH 钢板。超低碳钢系列几乎可以满足汽车用钢所提出的各种性能要求, 如深冲性、高强度、防腐蚀性等。它的生产已成为一个国家汽车用钢 生产水平的标志。汽车工业的飞速发展带动了 IF 钢的生产。世界许多先进钢铁厂 都非常重视
5、IF钢的生产，安赛乐米塔尔、新日铁、JFE、蒂森克虏伯、 美钢联、浦项等先进钢厂的IF钢年产量均在200万t以上。20世纪 末，日本IF钢年产量已超过1000万t，并呈逐年上升趋势。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”钢是高端产品，新日铁、JFE、蒂森克虏 伯等钢厂在钢的化学成分、 夹杂物含量以及每道工序的控制等方面均有成熟的经验。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 服极限也升高，加大了变形抗力，影响成形性能，因此用于制造轿车 面板的 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%)、超低氮( 0.003%)、微量的钛或铌合金化、夹杂物含量低等特点，国外部 分先进钢铁厂”钢的化学成分见表 1。从表 1 可看出，目前 IF 钢中 的碳含量可以控制到 0.0010%。IF 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。国外先进钢厂 IF 钢的生产工艺流程一般为：铁水预处理-转炉冶炼-真空精炼-连铸-热轧-冷轧-退火-平整。该流程的前四道工序尤为重要。