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超低碳IF鋼深沖無時效高端鋼Interstitial-Free Steel無間隙原子鋼汽車用深沖鍍鋅板鍍鋅卷DX56D+Z
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2013-08-14
IF鋼，全稱Interstitial-Free Steel，即無間隙原子鋼，有時也稱超低碳鋼，具有極優異的深沖性能，現在伸長率和r值可達50%和2.0以上，在汽車工業上得到了廣泛應用。在IF鋼中，由于C、N含量低，在加入一定量的鈦（Ti）、鈮（Nb）等強碳氮化合物形成元素，將超低碳鋼中的碳、氮等間隙原子完全固定為碳氮化合物，從而得到的無間隙原子的潔凈鐵素體鋼，即為超低碳無間隙原子鋼（Interstitial Free Steel）。
IF鋼在1949年首次被研制成功，其基本原理是在鋼中加入一定比例的Ti，使鋼中固溶C和N的含量降到0.01%以下，使鐵素體得到深層次的凈化，從而得到良好的深沖性能。但由于受到當時冶煉技術的限制，鋼中原始的固溶C、N含量較高，所以需要加入的Ti含量也很高，達到了0.25-0.35%，Ti是一種價格非常昂貴的稀有合金元素，在當時更是如此，因而阻止了其當時的商業化進程。直到1967-1970，由于真空脫氣技術在冶金生產中的應用，大大減少了需要添加的Ti合金元素含量(大約為0.15%左右)才正式出現了商用的IF鋼，幾乎在同時，人們也發現了Nb具有和Ti幾乎相同的作用，但還是受到價格因素的制約，其應用也只限于少量特殊的零件。20世紀70年代在日本開始用連退線生產少量的IF鋼，70年代末，IF鋼成分大致為：0.005-0.01%C、0.003%N、0.15%Ti或Nb。到20世紀80年代，冶煉技術進一步發展，采用改進的RH處理可經濟的生產C≤0.002%的超低碳鋼，RH處理時間也縮短到10-20min。現代IF鋼的成分大致為：C≤0.005%、N≤0.003%，Ti或Nb一般約0.05%。到1994年全世界IF鋼的產量超過了1000萬噸。歸根到底，IF鋼的迅速發展來自于市場需求的急劇增加和生產成本的降低。
從2000年以來，由于IF鋼具有優良的深沖性和無時效性，已逐漸成為繼沸騰鋼和鋁鎮靜鋼之后的新一代沖壓用鋼，是一個國家汽車用鋼板生產水平的標志。
我國研制IF鋼始于1989年，寶鋼集團公司、鞍鋼集團公司、武鋼集團公司、攀鋼集團公司、本鋼集團公司等先后開展IF鋼的研究開發工作，并大力發展IF鋼生產。到2009年，我國的IF鋼生產已具有一定規模，但仍處于初級發展階段。以汽車板用IF鋼為例，國產的IF鋼僅可以滿足中低檔轎車和卡車用鋼板的質量要求，中高檔轎車用高品質鋼板仍然需要大量進口，尤其是對于表面質量要求非常嚴格的汽車面板，與國外同類型IF鋼產品的質量差距更大。[2-3]
到2010年，我國的汽車產量達800萬輛，其中轎車600萬輛。可見我國對汽車板的需求量之大。2009年我國寶鋼生產的IF鋼的成分已能控制在[C] 0.002%、[N] 0.002%、[S] 0.001%、T[O] 0.002%的水平。本鋼生產的IF鋼的成分控制在[C] 0.003%、[N] 0.004%、[S] 0.005%的水平。我國武鋼、鞍鋼也已批量生產IF鋼。中鋼公司（中國鋼鐵集團公司）采用BOF+RH 真空脫氣工藝，并改造了關鍵設備，開發出優質IF鋼。
超低碳IF鋼是一種優質深沖、無時效高端鋼，生產中為保證其性能，應嚴格控制：一是鋼的化學成分；二是把關每道工序；三是鋼中夾雜物的數量、類型、形態及其分布。近年來，我國IF鋼生產的總體水平有了長足的進步，但與國外先進企業比，產品數量、產品檔次以及生產成本仍然存在一定的差距。國外具體生產應用情況為：
????? 1.日本新日鐵
????? 新日鐵的IF鋼生產水平世界領先，為了適應安全和輕量化的要求，開發了抗拉強度級別340-1270Mpa的各類冷軋及鍍鋅高強度汽車板，典型的是新日鐵君津制鐵所用KR法脫硫（S≤0.002%），LD-ORP法冶煉IF鋼。工藝為：脫磷轉爐弱供氧，大渣量，堿度為2.5-3.0，溫度為1320-1350℃，純脫磷時間約為9-10min，冶煉周期約為20min，廢鋼比為9% ，脫磷后鋼水（P≤0.02%）兌入脫碳轉爐，總收得率＞92%；脫碳轉爐強供氧，少渣量，冶煉周期為28-30min,脫碳轉爐不加廢鋼。新日鐵對IF鋼的每道工序都有預定目標，并采取相應的控制措施。
????? 2.日本JFE
????? JFE生產超深沖IF鋼鐵水100%三脫預處理，采用復吹轉爐煉鋼，增大吹煉后期底吹氣體流量，加強熔池攪拌，將終點碳含量控制在0.03-0.04%，提高終點命中率，減少補吹率。出鋼后，立即向鋼包內加入由CaCO3和金屬鋁組成的爐渣改性劑，其中金屬鋁比率為30%-50%；將渣中TFe降低到2%-4%。
????? 3.德國蒂森克虜伯
????? 德國蒂森克虜伯公司IF鋼冶煉流程為：鐵水脫硫-轉爐煉鋼-吹氬-RH精煉-連鑄。先在復吹轉爐中將碳脫至0.03%，然后在RH中脫至0.02%；轉爐工序控制氮含量；RH工序加入鋁和鈦。
???? 4.美國內陸
????? 安賽樂米塔爾旗下的美國內陸公司采用復吹煉鋼冶煉IF鋼，RH-OB工藝脫碳，先吹氧強制脫碳不到8min，將碳含量降到0.008%，然后自然脫碳4min,將碳含量降到0.002%。RH-OB工藝采用了工藝控制模型，爐氣在線分析，動態控制。
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