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超低碳IF鋼深沖無(wú)時(shí)效高端鋼Interstitial-Free Steel無(wú)間隙原子鋼鞍鋼汽車用深沖鍍鋅板DX56D+Z
IF鋼，全稱Interstitial-Free Steel，即無(wú)間隙原子鋼，有時(shí)也稱超低碳鋼，具有極優(yōu)異的深沖性能，現(xiàn)在伸長(zhǎng)率和r值可達(dá)50%和2.0以上，在汽車工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)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(qiáng)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(wú)間隙原子的潔凈鐵素體鋼，即為超低碳無(wú)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(dāng)時(shí)冶煉技術(shù)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(dá)到了0.25-0.35%，Ti是一種價(jià)格非常昂貴的稀有合金元素，在當(dāng)時(shí)更是如此，因而阻止了其當(dāng)時(shí)的商業(yè)化進(jìn)程。直到1967-1970，由于真空脫氣技術(shù)在冶金生產(chǎn)中的應(yīng)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(xiàn)了商用的IF鋼，幾乎在同時(shí)，人們也發(fā)現(xiàn)了Nb具有和Ti幾乎相同的作用，但還是受到價(jià)格因素的制約，其應(yīng)用也只限于少量特殊的零件。20世紀(jì)70年代在日本開始用連退線生產(chǎn)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(jì)80年代，冶煉技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，采用改進(jìn)的RH處理可經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)C≤0.002%的超低碳鋼，RH處理時(shí)間也縮短到10-20min?，F(xiàn)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(chǎn)量超過(guò)了1000萬(wàn)噸。歸根到底，IF鋼的迅速發(fā)展來(lái)自于市場(chǎng)需求的急劇增加和生產(chǎn)成本的降低。
從2000年以來(lái)，由于IF鋼具有優(yōu)良的深沖性和無(wú)時(shí)效性，已逐漸成為繼沸騰鋼和鋁鎮(zhèn)靜鋼之后的新一代沖壓用鋼，是一個(gè)國(guó)家汽車用鋼板生產(chǎn)水平的標(biāo)志。
我國(guó)研制IF鋼始于1989年，寶鋼集團(tuán)公司、鞍鋼集團(tuán)公司、武鋼集團(tuán)公司、攀鋼集團(tuán)公司、本鋼集團(tuán)公司等先后開展IF鋼的研究開發(fā)工作，并大力發(fā)展IF鋼生產(chǎn)。到2009年，我國(guó)的IF鋼生產(chǎn)已具有一定規(guī)模，但仍處于初級(jí)發(fā)展階段。以汽車板用IF鋼為例，國(guó)產(chǎn)的IF鋼僅可以滿足中低檔轎車和卡車用鋼板的質(zhì)量要求，中高檔轎車用高品質(zhì)鋼板仍然需要大量進(jìn)口，尤其是對(duì)于表面質(zhì)量要求非常嚴(yán)格的汽車面板，與國(guó)外同類型IF鋼產(chǎn)品的質(zhì)量差距更大。[2-3]
到2010年，我國(guó)的汽車產(chǎn)量達(dá)800萬(wàn)輛，其中轎車600萬(wàn)輛?？梢?jiàn)我國(guó)對(duì)汽車板的需求量之大。2009年我國(guó)寶鋼生產(chǎn)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(chǎn)的IF鋼的成分控制在[C] 0.003%、[N] 0.004%、[S] 0.005%的水平。我國(guó)武鋼、鞍鋼也已批量生產(chǎn)IF鋼。中鋼公司（中國(guó)鋼鐵集團(tuán)公司）采用BOF+RH 真空脫氣工藝，并改造了關(guān)鍵設(shè)備，開發(fā)出優(yōu)質(zhì)IF鋼。
超低碳IF鋼是一種優(yōu)質(zhì)深沖、無(wú)時(shí)效高端鋼，生產(chǎn)中為保證其性能，應(yīng)嚴(yán)格控制：一是鋼的化學(xué)成分；二是把關(guān)每道工序；三是鋼中夾雜物的數(shù)量、類型、形態(tài)及其分布。近年來(lái)，我國(guó)IF鋼生產(chǎn)的總體水平有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)比，產(chǎn)品數(shù)量、產(chǎn)品檔次以及生產(chǎn)成本仍然存在一定的差距。國(guó)外具體生產(chǎn)應(yīng)用情況為：
????? 1.日本新日鐵
????? 新日鐵的IF鋼生產(chǎn)水平世界領(lǐng)先，為了適應(yīng)安全和輕量化的要求，開發(fā)了抗拉強(qiáng)度級(jí)別340-1270Mpa的各類冷軋及鍍鋅高強(qiáng)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(zhuǎn)爐弱供氧，大渣量，堿度為2.5-3.0，溫度為1320-1350℃，純脫磷時(shí)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(zhuǎn)爐，總收得率＞92%；脫碳轉(zhuǎn)爐強(qiáng)供氧，少渣量，冶煉周期為28-30min,脫碳轉(zhuǎn)爐不加廢鋼。新日鐵對(duì)IF鋼的每道工序都有預(yù)定目標(biāo)，并采取相應(yīng)的控制措施。
????? 2.日本JFE
????? JFE生產(chǎn)超深沖IF鋼鐵水100%三脫預(yù)處理，采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，增大吹煉后期底吹氣體流量，加強(qiáng)熔池?cái)嚢?，將終點(diǎn)碳含量控制在0.03-0.04%，提高終點(diǎn)命中率，減少補(bǔ)吹率。出鋼后，立即向鋼包內(nèi)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(guó)蒂森克虜伯
????? 德國(guó)蒂森克虜伯公司IF鋼冶煉流程為：鐵水脫硫-轉(zhuǎn)爐煉鋼-吹氬-RH精煉-連鑄。先在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中將碳脫至0.03%，然后在RH中脫至0.02%；轉(zhuǎn)爐工序控制氮含量；RH工序加入鋁和鈦。
???? 4.美國(guó)內(nèi)陸
????? 安賽樂(lè)米塔爾旗下的美國(guó)內(nèi)陸公司采用復(fù)吹煉鋼冶煉IF鋼，RH-OB工藝脫碳，先吹氧強(qiáng)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(dòng)態(tài)控制。
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