2　 形变诱导析出和中温相变控制
　　 在微合金钢中，低碳(或超低碳)贝氏体(LCB)和针状铁素体(A．F)是两类极有前景的钢类。它在强度(σs≥400MPa)提高同时保持了高韧性(有些A．F钢AK≥300J并达400J水平)，我们的工作表明在氢致应力腐蚀条件下(西部开发用管线钢)它比超细铁素体(UFF)钢有更高的耐应力腐蚀能力。
　 这类钢的超细化不是铁素体晶粒细化(它不是α+P组织了)，而是充分运用变形诱导析出(Deformation Induced Precipitation，DIP)和中温相变控制。在LCB和A．F钢类中微合金的碳、氮化物M(C．N)与基体相变和强化机制关系密切，它们部分在凝固析出(特别是与Ti有关的碳氮化物)，更多的(特别是Nb，V有关的碳氮化物)是在轧制中析出。考虑轧制后的基体再结晶和M(C．N)析出两个过程的竞争性，这在图5中显示了二者的竞争性(用轧制--析出(脱溶)--温度--时间图分析，RPTT)。可以看出，M(C．N)的析出推迟了γ再结晶的发生，实质上是析出的发生产生了未再结晶区轧制[5]。因此微合金钢的TMCP实质是未再结晶区轧制--析出--轧后冷却控制的系统工程。
　 由于现代轧机的高速化，板带(特别是薄板)的精轧阶段高速化，使得M(C．N)的变形析出过程没有完成，γ再结晶又没有发生，使相变的基体(LCB或A．F)保留有高密度位错，这也是针状铁素体和低碳贝氏体的组织特征之一。
　　如何在轧制阶段使析出和位错组态变化两者朝提高材料性能方向控制?“973”的工作发展了位错驰豫(Relaxation)--析出(Precipitation)--控制(Controlling)技术，即RPC技术。它是将热轧后具有高密度位错的组织状态，经过轧后在高温阶段适当时间保持，让高密度位错在无外力条件下适当驰豫，弛豫的位错通过运动及相互作用产生位错胞状结构，通过胞壁的完整化，胞间取向差的加大及胞的尺寸变化使胞状结构发展，形成了超细化组织。同时高温保持也让析出M(C．N)过程充分发展，钉扎和稳定化了胞状结构并产生的超细组织，最终表现为板条数长度和板条数宽度都细化和短化。图6是试验钢(0.06％C—0.05％Nb—0.02％Ti)的工艺示意图及组织细化结果。图7是显微组织(金相)和电镜(TEM)观察的结果，它们最终使得材料强度达到σs≈800MPa级水平［6］。
 

　3 薄板坯连铸连轧工艺中的超细化现象
　 近几年来，薄板坯连铸连轧(Thin-slab Casting and Rolling，TSCR)工艺在我国正蓬勃地发展。据报导[7]我国已建成7条近1000万t／a能力的TSCR工艺路线。当前应加快发展适应这一新流程的产品开发。
从材料学观点看来，薄板坯连铸连轧流程与传统板带流程有两个明显不同的特点。第一，它的凝固铸坯薄。即它的凝固冷却速度比传统板坯快1—2个数量级，见图8。
　 由于快速凝固，二次枝晶臂间距明显缩短，最小臂间距可达亚微米级，因而在凝固过程中枝晶间析出的析出相(Al2O3，MnS，FexOy等)尺寸明显细化，即液相在冷却时由于过饱和和析出的
氧化物和硫化物呈现纳米级大小的数量明显增加，从珠江CSP取样分析充分证明这一点。
　　第二个特点是它的直接轧制性。TSCR是连铸坯在结晶器出口形成，通过二冷段、扇形段等必要冷却和输送等过程后，以大约1100℃状态(表面温度略低，心部高于1100℃)进入均热炉保温后轧制。它没有传统板坯生产工艺，即轧后冷却，发生γ－α+P相变，冷至约600℃后热送至加热炉，再逆相变(γ－α+P) － γ后轧制。因此TSCR是一高温直接轧制过程。


　如果钢中硫、氧等含量较低(洁净度较高)，[Mn][S]溶度积较低，就有可能出现MnS的形成，主要在固态(理论上若偏析不存在，液态不形成MnS)。图10是Mn、S形成(析出)MnS与形成温度的关系曲线，图10中★为珠江钢铁公司主要产品(Q195)2002年1月63炉统计平均成分(％)：C 0.056，P 0.014，S 0.0052，Mn 0.37。证明多数应在均热段或轧机头两个机架析出。它不会像传统板坯那样，铸坯冷却时就已经析出，即在轧制状态前多数早已存在，在TSCR工艺中轧制前多数在均热段尚未析出。
　　这种直接轧制和(MnS)的较低温度固态析出，造成(MnS)形成纳米级“夹杂物”。与此类似，[A1]、[N]形成(A1N)的温度范围也和直接轧制的后几个道次吻合，它们都形成了纳米相。另外，电炉钢厂(例如珠江)由于废钢含铜较多(～0．2％Cu)也发现纳米级的富铜相。至于轧制过程是否诱导或加速(MnS)，(A1N)和富铜相的析出，这一工作至今尚无最终结论。所有这些现象使奥氏体再结晶细化产生可能，即轧钢过程中在机架间奥氏体反复再结晶时(动态再结晶和静态再结晶)，这些纳米相的存在阻碍了奥氏体晶粒的长大，也使最终产品铁素体晶粒尺寸明显减少，达到3～5／μm，见图11和表l。最后，使产品在保证伸长率基本不变条件下，材料强度翻番。有分析认为强度提高既含有纳米相阻碍晶粒长大作用，又有纳米相产生析出强度的作用。第一种作用已被实验事实证明，表1就是示例。第二种作用还没有严格的证明，因为析出强化应是强度提高塑性下降，可是塑性指标至今未发现明显下降，这一观点尚待更多工作加以证实。

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