D0I:10.13374/i.issnl00113.2007.10.00U7 第29卷第10期 北京科技大学学报 Vol.29 No.10 2007年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0t.2007 CSP工艺生产硼微合金化SPHD板的组织性能 景钦广)康永林) 孙建林) 黎先浩)温德智) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)湖南华菱涟钢薄板有限公司，娄底417009 摘要以CSP流程生产的含B和无B的SPHD冷轧基板为实验材料，运用拉伸实验，金相观察，SEM、TEM和EBSD手段， 对比分析了两种钢的力学性能、组织，析出物、位错密度和晶体学取向的变化.研究表明：微合金元素B的加入明显使SPHD 冷轧基板的铁素体晶粒粗大化，钢中有粗大的析出相粒子产生，且位错密度下降，从而引起屈服强度的降低·采用背电子散射 EBSD技术分析了无B和含B钢的晶体学取向，其取向主要为大角度晶界，且无B钢中存在着大量的亚晶 关键词CSP工艺：析出；强化；位错：晶粒取向 分类号TG335.11 CSP工艺为热轧带钢的生产带来了经济性的革 的情况下两种钢的热轧工艺参数都相同，其坯料厚 命山，CSP工艺与传统热轧带钢工艺相比，具有不 度为55mm,热轧后带钢厚度为2.7mm,铸坯拉速 同的变形方式、热历史、析出物形态、显微结构和位 为4.5mmim-1,均热温度、入口温度和出口温度分 错密度，因而C$P工艺生产的产品屈服强度普遍偏 别为1150℃、1050℃和900℃，卷取温度为620℃. 高]，不利于冷轧变形.因此利用CSP工艺生产冷 轧制试样线切割后经磨制、机械抛光，用4%的硝酸 轧基板，特别是与冷连轧流程全线贯通是目前国际 酒精溶液侵蚀，在SEM下观察了组织，然后用砂纸 范围内冶金行业所面临的共性难题 由粗到细磨制到50凸m以下，离子减薄后，用JEM一 北京科技大学对涟钢CSP生产线生产统计分 2000FX和JEM一2010透射电镜观察显微组织结构 析表明钢中加微合金元素B能使屈服强度平均降 并将试样进行碳膜萃取复型观察析出物的大小、形 低30MPa·本文以CSP工艺所生产的含B(0.004% 貌.试样经电解抛光后在LE0一450SEM上进行了 ~0.006%)和无B的SPHD冷轧基板为研究对象， 背散射电子衍射实验(EBSD),用附带的HKL一 系统对比分析了两种钢的组织性能特点以及强化机 Channel-4系统进行数据处理，在MTS拉伸试验机 制 测试了实验用钢的力学性能 1 实验材料和研究方法 2实验结果及讨论 1.1实验材料 2.1实验用钢的力学性能 实验材料为涟钢CSP生产线所生产的含B和 无B的SPHD冷轧基板.化学成分见表1，其中1# 实验用钢的拉伸实验结果见表2.结果表明：与 试样为无B钢，2试样为含B(0.004%~0.006%) 无B钢相比，含B钢其屈服强度降低了20MPa,抗 钢 拉强度，延伸率较相近 表1实验用钢的化学成分（质量分数） 表2实验用钢的力学性能 Table 1 Chemical composition of test steels 号 Table 3 Mechanical properties of testing steels 钢号C Si Mn P S B Al 屈服强度， 抗拉强度， 延伸率， 1#0.0290.0190.1300.0100.003 0.025 钢号 G/MPa G/MPa A/MPa 2#0.0430.0170.1800.0140.0050.0040.0060.025 1# 305 375 44.5 2# 285 375 43.5 1.2实验方法 为了实验取得最佳的可比性，在化学成分相近 2.2轧制试样的金相组织 收稿日期：2006-06-07修回日期：2006-08-01 由图1可以看出：两种钢的金相组织主要为多 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。.50334010) 边形铁素体和极少量的珠光体组成，铁素体的面积 作者简介：景钦广(1978一)：男，硕士研究生；康水林(1954一)，男， 教授，博士生导师 率都达到90%以上，图2为扫描电镜下的珠光体形
CSP 工艺生产硼微合金化 SPHD 板的组织性能 景钦广1） 康永林1） 孙建林1） 黎先浩1） 温德智2） 1） 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 2） 湖南华菱涟钢薄板有限公司娄底417009 摘 要 以 CSP 流程生产的含 B 和无 B 的 SPHD 冷轧基板为实验材料运用拉伸实验、金相观察、SEM、T EM 和 EBSD 手段 对比分析了两种钢的力学性能、组织、析出物、位错密度和晶体学取向的变化．研究表明：微合金元素 B 的加入明显使 SPHD 冷轧基板的铁素体晶粒粗大化钢中有粗大的析出相粒子产生且位错密度下降从而引起屈服强度的降低．采用背电子散射 EBSD 技术分析了无 B 和含 B 钢的晶体学取向其取向主要为大角度晶界且无 B 钢中存在着大量的亚晶． 关键词 CSP 工艺；析出；强化；位错；晶粒取向 分类号 TG335∙11 收稿日期：2006-06-07 修回日期：2006-08-01 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．50334010） 作者简介：景钦广（1978—）男硕士研究生；康永林（1954—）男 教授博士生导师 CSP 工艺为热轧带钢的生产带来了经济性的革 命［1］．CSP 工艺与传统热轧带钢工艺相比具有不 同的变形方式、热历史、析出物形态、显微结构和位 错密度因而 CSP 工艺生产的产品屈服强度普遍偏 高［2］不利于冷轧变形．因此利用 CSP 工艺生产冷 轧基板特别是与冷连轧流程全线贯通是目前国际 范围内冶金行业所面临的共性难题． 北京科技大学对涟钢 CSP 生产线生产统计分 析表明钢中加微合金元素 B 能使屈服强度平均降 低30MPa．本文以CSP 工艺所生产的含B（0∙004％ ～0∙006％）和无 B 的 SPHD 冷轧基板为研究对象 系统对比分析了两种钢的组织性能特点以及强化机 制． 1 实验材料和研究方法 1∙1 实验材料 实验材料为涟钢 CSP 生产线所生产的含 B 和 无 B 的 SPHD 冷轧基板．化学成分见表1其中1＃ 试样为无 B 钢2＃试样为含 B（0∙004％～0∙006％） 钢． 表1 实验用钢的化学成分（质量分数） Table1 Chemical composition of test steels ％ 钢号 C Si Mn P S B Al 1＃ 0∙029 0∙019 0∙130 0∙010 0∙003 — 0∙025 2＃ 0∙043 0∙017 0∙180 0∙014 0∙005 0∙004～0∙006 0∙025 1∙2 实验方法 为了实验取得最佳的可比性在化学成分相近 的情况下两种钢的热轧工艺参数都相同其坯料厚 度为55mm热轧后带钢厚度为2∙7mm铸坯拉速 为4∙5m·min —1均热温度、入口温度和出口温度分 别为1150℃、1050℃和900℃卷取温度为620℃． 轧制试样线切割后经磨制、机械抛光用4％的硝酸 酒精溶液侵蚀在 SEM 下观察了组织．然后用砂纸 由粗到细磨制到50μm 以下离子减薄后用 JEM— 2000FX 和 JEM—2010透射电镜观察显微组织结构 并将试样进行碳膜萃取复型观察析出物的大小、形 貌．试样经电解抛光后在 LEO—1450SEM 上进行了 背散射电子衍射实验（EBSD）用附带的 HKL— Channel4系统进行数据处理．在 MTS 拉伸试验机 测试了实验用钢的力学性能． 2 实验结果及讨论 2∙1 实验用钢的力学性能 实验用钢的拉伸实验结果见表2．结果表明：与 无 B 钢相比含 B 钢其屈服强度降低了20MPa抗 拉强度延伸率较相近． 表2 实验用钢的力学性能 Table3 Mechanical properties of testing steels 钢号 屈服强度 σs／MPa 抗拉强度 σb／MPa 延伸率 A／MPa 1＃ 305 375 44∙5 2＃ 285 375 43∙5 2∙2 轧制试样的金相组织 由图1可以看出：两种钢的金相组织主要为多 边形铁素体和极少量的珠光体组成铁素体的面积 率都达到90％以上．图2为扫描电镜下的珠光体形 第29卷 第10期 2007年 10月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29No．10 Oct．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．10．007
.990 北京科技大学学报 第29卷 貌，珠光体在晶界呈片层状分布，其珠光体片层间距 2.3轧制试样的析出物 含B钢要比无B钢大，用截线法测得无B钢铁素体 2.3.1无B钢中的析出物形貌 的平均晶粒尺寸为7.4m,含B钢为9.5m.结果 JE一20O0FX透射电镜下观察了无B钢中的析 表明微量B的加入使得铁素体平均晶粒尺寸增大 出物形貌，发现析出物主要是球形或椭球形和长方 2.1m 形，其尺寸比较细小，大部分析出相粒子分布在变形 缺陷能比较高的地方（位错、晶界和亚结构等），有些 分布在铁素体基体内，图3给出在晶界上MnS析 出粒子的TEM照片和EDXS能谱，尺寸大约在30 nm左右，实验过程中未发现AlN析出物，这是由于 高温终轧(900℃)和低温卷曲(620℃)避开了AIN 析出平衡区间，因此析出量很少，化学相分析结果表 明1#试样即无B钢中A1N析出量小于0.001%. 25m (a) 2.5μm 25m (b 图1试样的金相组织.(a)1F试样：(b)2试样 Fig-1 Microstructures of specimens:(a)Specimen 1;(b)Speci- men 2 综上所述，钢中加B明显使SPHD钢的铁素体 晶粒发生粗化且增大珠光体片层间距.按照H一 Peth关系：，=k,d1/2.式中，k,为系数，对于大 角晶界其值为15.1~18.1Nmm-32;d为铁素体 2.5μm 晶粒直径，可知屈服强度与晶粒尺寸之间呈负相关 图2试样的珠光体形貌.(a)1÷试样：(b)2试样 关系，因此铁素体晶粒粗化是含B钢屈服强度下降 Fig.2 Pearlitic morphology of specimens:(a)Specimen 1;(b) Specimen 2 的重要原因， (a) 1400 (b) Fe 1200 1000 《) 80 Fc MnS 200 50 nm E/keV 图31试样析出物形貌(a)及EDXS能谱(b) Fig.3 Morphology (a)and EDXS spectrum(b)of precipitate in Specimen 1 2.3.2含B钢中的析出物形貌 物形貌，析出物主要是球形或椭球形，其尺寸较粗 JE一2010透射电镜下观察了含B钢中的析出 大.图4给出了含B钢中BN十AIN+MnS复合析
貌珠光体在晶界呈片层状分布其珠光体片层间距 含 B 钢要比无B 钢大．用截线法测得无B 钢铁素体 的平均晶粒尺寸为7∙4μm含 B 钢为9∙5μm．结果 表明微量 B 的加入使得铁素体平均晶粒尺寸增大 2∙1μm． 图1 试样的金相组织．（a）1＃试样；（b）2＃试样 Fig．1 Microstructures of specimens： （a） Specimen1；（b） Specimen2 综上所述钢中加 B 明显使 SPHD 钢的铁素体 晶粒发生粗化且增大珠光体片层间距．按照 Hall— Petch 关系：σg＝ ky d —1／2．式中ky 为系数对于大 角晶界其值为15∙1～18∙1N·mm —3／2 ；d 为铁素体 晶粒直径可知屈服强度与晶粒尺寸之间呈负相关 关系因此铁素体晶粒粗化是含 B 钢屈服强度下降 的重要原因． 2∙3 轧制试样的析出物 2∙3∙1 无 B 钢中的析出物形貌 JEM—2000FX 透射电镜下观察了无 B 钢中的析 出物形貌发现析出物主要是球形或椭球形和长方 形其尺寸比较细小大部分析出相粒子分布在变形 缺陷能比较高的地方（位错、晶界和亚结构等）有些 分布在铁素体基体内．图3给出在晶界上 MnS 析 出粒子的 TEM 照片和 EDXS 能谱尺寸大约在30 nm 左右．实验过程中未发现 AlN 析出物这是由于 高温终轧（900℃）和低温卷曲（620℃）避开了 AlN 析出平衡区间因此析出量很少化学相分析结果表 明1＃试样即无 B 钢中 AlN 析出量小于0∙001％． 图2 试样的珠光体形貌．（a）1＃试样；（b）2＃试样 Fig．2 Pearlitic morphology of specimens： （a） Specimen1；（b） Specimen2 图3 1＃试样析出物形貌（a）及 EDXS 能谱（b） Fig．3 Morphology （a） and EDXS spectrum （b） of precipitate in Specimen1 2∙3∙2 含 B 钢中的析出物形貌 JEM—2010透射电镜下观察了含 B 钢中的析出 物形貌析出物主要是球形或椭球形其尺寸较粗 大．图4给出了含 B 钢中 BN＋AlN＋MnS 复合析 ·990· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷
第10期 景钦广等：CSP工艺生产硼微合金化SPHD板的组织性能 .991 出粒子的TEM照片和EDXS能谱，尺寸大约为120 nm. (a (b) e 20 nm 0 2 6 10 E/keV 图42试样BN十AIN十Ms大型复合析出物的形貌(a)及EDXS能谱(b) Fig.4 Morphology of large BN+AIN+MnS (a)and EDXS spectrum of precipitate (b)in Specimen 2 在热轧SPHD板的过程中，AN是很重要的析 晶系（晶格常数a0=0.2504,c0=0.6661).微量B 出物，直接影响着成品板的力学性能及冷轧再结晶 的加入减小了钢中细小AN的析出量，成功削弱了 退火后的成形性能，AN析出相粒子很细小，一般 AIN对晶界的钉扎作用从而使铁素体晶粒粗大化， 在几nm到几十nm之间[).析出的细小AlN粒子 引起含B SPHD板屈服强度的降低 对奥氏体和铁素体晶界的钉扎力较强，抑制晶粒的 钢中第二相析出粒子的强化效果与钢中析出质 长大而引起屈服强度的升高).因此，如何控制 点的平均直径d成反比，与其析出的体积分数f的 AN粒子在热轧过程中析出成为CSP生产SPHC、 平方根成正比].析出质点越小，质点的体积分数 SPHD等冷轧基料的关键因素，钢中添加微量B主 越多，那么第二相引起的强化效果越大，根据Glad 要阻止在热轧过程中AIN析出物的形成，B易于与 man等理论，采用Ashby-Orowan修正模型，模型以 钢中的N形成粗大的BN析出物及复合析出物， 位错线在滑移面上两个相邻粒子之间弓出，沉淀粒 图5给出了在1550~1750℃范围内，铝镇静钢中 子混乱分布为依据，对沉淀强化有[8]， BN和AIN的标准吉布斯自由能的大小关系，即 10h1/21. △GBN<△GAIN,且根据热力学计算可知BN优先于 ,=5.72x3p1nb A1N析出，由此可知在钢液浇注过程中氮化物都发 式中，r为粒子半径，m;以为剪切系数，对于钢材 生了不同程度的析出，且BN比AN优先析出，从而 (铁素体)其值为80.26×103MPa;b为柏氏矢量， 降低了AN在热轧过程中的析出量5]，电解化学 取值2.48×104m 相分析结果证实在含B钢中，BN的析出量为 通过TEM观察和电解化学相分析，无B钢中 0.0039%,而AlN析出量小于0.001%，BN为六方 析出质点细小弥散分布且析出量大，含B钢中析出 -10 物粗大，进一步说明了含B钢屈服强度小于无B钢 -20 AIN 的原因 -30 2.4轧制试样的位错 40 BN 2-50 图6为两种实验用钢在TEM下观察的位错分 名 布情况.从图中可以看出大量位错都纠结在一起， -70 形成位错缠结，但无B钢比含B钢相对而言位错密 -80 度要大，显然B的加入使得钢中位错密度有所下 -90 降，这是由于无B钢中的第二相析出质点细小弥散 -100士 15501600165017001750 分布且数量多，在高温变形时，变形中所产生的位错 温度℃ 能够在变形过程中通过滑移和攀移等方式运动，位 错在运动过程中绕过细小的第二相析出质点时会发 图5BN、AIN标准吉布斯自由能与温度的关系 Fig.5 Relationship of the standard Gibbs free energies of BN and 生位错的增殖)；而含B钢中由于B的加入降低了 AIN with temperature AIN等细小析出质点的形成，析出物分散且粗大，在 变形过程中，位错与析出相粒子的影响与无B钢相
出粒子的 TEM 照片和 EDXS 能谱尺寸大约为120 nm． 图4 2＃试样 BN＋AlN＋MnS 大型复合析出物的形貌（a）及 EDXS 能谱（b） Fig．4 Morphology of large BN＋AlN＋MnS （a） and EDXS spectrum of precipitate （b） in Specimen2 图5 BN、AlN 标准吉布斯自由能与温度的关系 Fig．5 Relationship of the standard Gibbs free energies of BN and AlN with temperature 在热轧 SPHD 板的过程中AlN 是很重要的析 出物直接影响着成品板的力学性能及冷轧再结晶 退火后的成形性能．AlN 析出相粒子很细小一般 在几 nm 到几十 nm 之间［3］．析出的细小 AlN 粒子 对奥氏体和铁素体晶界的钉扎力较强抑制晶粒的 长大而引起屈服强度的升高［4］．因此如何控制 AlN 粒子在热轧过程中析出成为 CSP 生产 SPHC、 SPHD 等冷轧基料的关键因素．钢中添加微量 B 主 要阻止在热轧过程中 AlN 析出物的形成B 易于与 钢中的 N 形成粗大的 BN 析出物及复合析出物． 图5给出了在1550～1750℃范围内铝镇静钢中 BN 和 AlN 的标准吉布斯自由能的大小关系即 ΔGBN＜ΔGAlN且根据热力学计算可知 BN 优先于 AlN 析出由此可知在钢液浇注过程中氮化物都发 生了不同程度的析出且 BN 比 AlN 优先析出从而 降低了 AlN 在热轧过程中的析出量［5—6］．电解化学 相分析结果 证 实 在 含 B 钢 中BN 的 析 出 量 为 0∙0039％而 AlN 析出量小于0∙001％BN 为六方 晶系（晶格常数 a0＝0∙2504c0＝0∙6661）．微量 B 的加入减小了钢中细小 AlN 的析出量成功削弱了 AlN 对晶界的钉扎作用从而使铁素体晶粒粗大化 引起含 B SPHD 板屈服强度的降低． 钢中第二相析出粒子的强化效果与钢中析出质 点的平均直径 d 成反比与其析出的体积分数 f 的 平方根成正比［7］．析出质点越小质点的体积分数 越多那么第二相引起的强化效果越大．根据 Gladman 等理论采用 Ashby—Orowan 修正模型模型以 位错线在滑移面上两个相邻粒子之间弓出沉淀粒 子混乱分布为依据对沉淀强化有［8］： σp＝ 10μb 5∙72π3／2r f 1／2ln r b 式中r 为粒子半径μm；μ为剪切系数对于钢材 （铁素体）其值为80∙26×103 MPa；b 为柏氏矢量 取值2∙48×104μm． 通过 TEM 观察和电解化学相分析无 B 钢中 析出质点细小弥散分布且析出量大含 B 钢中析出 物粗大进一步说明了含 B 钢屈服强度小于无 B 钢 的原因． 2∙4 轧制试样的位错 图6为两种实验用钢在 TEM 下观察的位错分 布情况．从图中可以看出大量位错都纠结在一起 形成位错缠结但无 B 钢比含 B 钢相对而言位错密 度要大显然 B 的加入使得钢中位错密度有所下 降．这是由于无 B 钢中的第二相析出质点细小弥散 分布且数量多在高温变形时变形中所产生的位错 能够在变形过程中通过滑移和攀移等方式运动位 错在运动过程中绕过细小的第二相析出质点时会发 生位错的增殖［9］；而含 B 钢中由于 B 的加入降低了 AlN 等细小析出质点的形成析出物分散且粗大在 变形过程中位错与析出相粒子的影响与无 B 钢相 第10期 景钦广等： CSP 工艺生产硼微合金化 SPHD 板的组织性能 ·991·
.992 北京科技大学学报 第29卷 比要小，因此无B钢的位错密度要比含B钢的要 就强化机制而言，含B钢由于B的加入引起位 大，文献[10]给出了金属的流变应力（以及屈服强 错密度的降低，其位错强化效果比无B钢要低，这 度)与位错密度P之间的关系 也是含B钢屈服强度下降的一个原因 2.5晶体学取向分析 a 无B钢和含B钢按晶粒取向差绘制的组织图 见图7.从图可知含B钢的晶粒尺寸明显比无B钢 的要大，这与实际金相观察结果相符合，两种钢中都 存在着大量的亚晶，且无B钢的亚晶数量比含B钢 的多，这也是无B钢强度比含B钢高的原因，图8 为两种钢晶粒的取向差分布图，无B钢和含B钢晶 粒间的取向均以大角度晶界(>15°)为主，无B钢 500nm 晶界取向差主要分布在30~60°之间，而含B分布 在25~60°之间，但无B钢中小角度晶界(<15°)数 量要比含B钢多且存在大量的亚晶 a (b5y 500nm 图6试样位错形貌.(a)1试样：(b)2试样 Fig-6 Dislocation morphology of specimens:(a)Specimen 1;(b) 图7试样晶粒取向差绘制的组织图.(a)1÷试样：(b)2#试样 Specimen 2 Fig.7 Plotting microstructures of specimens in terms of misorien- tation:(a)Specimen 1;(b)Specimen 2 0.045F(a) 0.045F(b) 0.040 0.040 0.035 0.035 0.030 0.030 0.025 0.020 盖8i 0.015 0.015 0.010 0.010 0.005 0.005 0 20 30 90 30 10 20 30 30 0) e() 图8试样晶粒取向差分布图.(a)1试样：(b)2试样 Fig-8 Frequency distributions for the misorientation angle of specimens:(a)Specimen 1;(b)Specimen 2 3结论 (3)无B钢中析出物细小且弥散分布，微合金 元素B的加入使得钢中析出粗大的BN复合析出物 (1)CSP工艺生产SPHD冷轧基板，钢中加入 且析出物分散 0.004%~0.006%的B使其屈服强度降低 (4)微合金元素B的加入明显降低了SPHD冷 (2)无B钢和含B钢的金相组织主要是多边形 轧基板的位错密度， 铁素体加少量珠光体，但0.004%~0.006%的微合 (5)无B钢和含B钢的晶粒间取向差均以大角 金元素B的加入明显使铁素体晶粒发生粗化并且 度晶界为主，无B钢晶界取向差主要分布在30~ 增大了珠光体片间距， 60°之间，含B钢在25~60°之间，但是无B钢与含B
比要小．因此无 B 钢的位错密度要比含 B 钢的要 大．文献［10］给出了金属的流变应力（以及屈服强 度）与位错密度 ρ之间的关系． 图6 试样位错形貌．（a）1＃试样；（b）2＃试样 Fig．6 Dislocation morphology of specimens： （a） Specimen1；（b） Specimen2 就强化机制而言含 B 钢由于 B 的加入引起位 错密度的降低其位错强化效果比无 B 钢要低这 也是含 B 钢屈服强度下降的一个原因． 2∙5 晶体学取向分析 无 B 钢和含 B 钢按晶粒取向差绘制的组织图 见图7．从图可知含 B 钢的晶粒尺寸明显比无 B 钢 的要大这与实际金相观察结果相符合两种钢中都 存在着大量的亚晶且无 B 钢的亚晶数量比含 B 钢 的多这也是无 B 钢强度比含 B 钢高的原因．图8 为两种钢晶粒的取向差分布图无 B 钢和含 B 钢晶 粒间的取向均以大角度晶界（＞15°）为主．无 B 钢 晶界取向差主要分布在30～60°之间而含 B 分布 在25～60°之间但无 B 钢中小角度晶界（＜15°）数 量要比含 B 钢多且存在大量的亚晶． 图7 试样晶粒取向差绘制的组织图．（a）1＃试样；（b）2＃试样 Fig．7 Plotting microstructures of specimens in terms of misorientation： （a） Specimen1；（b） Specimen2 图8 试样晶粒取向差分布图．（a）1＃试样；（b）2＃试样 Fig．8 Frequency distributions for the misorientation angle of specimens： （a） Specimen1；（b） Specimen2 3 结论 （1） CSP 工艺生产 SPHD 冷轧基板钢中加入 0∙004％～0∙006％的 B 使其屈服强度降低． （2） 无 B 钢和含 B 钢的金相组织主要是多边形 铁素体加少量珠光体但0∙004％～0∙006％的微合 金元素 B 的加入明显使铁素体晶粒发生粗化并且 增大了珠光体片间距． （3） 无 B 钢中析出物细小且弥散分布微合金 元素 B 的加入使得钢中析出粗大的 BN 复合析出物 且析出物分散． （4） 微合金元素 B 的加入明显降低了 SPHD 冷 轧基板的位错密度． （5） 无 B 钢和含 B 钢的晶粒间取向差均以大角 度晶界为主无 B 钢晶界取向差主要分布在30～ 60°之间含 B 钢在25～60°之间但是无B 钢与含B ·992· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷
第10期 景钦广等：CSP工艺生产硼微合金化SPHD板的组织性能 .993. 钢相比，具有的亚晶数量要多， [5)]船川义正-A1对含硼冷轧钢板，值的影响.铁上钢，2002,9： 547 参考文献 [6]千勇，仇圣桃，张慧，等，硼微合金化在TSCR工艺生产SPHC [1]田乃媛.薄板坯连铸连轧，北京：冶金工业出版社，1998 板工艺中的应用∥2005中国钢铁年会论文集.北京：中国钢 铁协会，2005：518 [2]Yu H.Chen Q X.Kang Y L,et al.Microstructural research on [7]王有铭，李曼云，韦光，钢材的控制轧制和控制冷却.北京：冶 hot strips of low carbon steel produced by a compact strip produc- tion line under different thermal historics.Mater Charact.2005. 金工业出版社，1995 54,347 [8]康永林，于浩，王克鲁，等.CSP低碳钢薄板组织演变及强化 [3]Kang Y L.Yu H.Fu J.et al.Morphology and precipitation ki- 机理研究.钢铁，2003,38(8)：20 netics of AlN in hot strip of low carbon steel produced by compact [9]王克鲁，康永林，于浩，等.CSP工艺热轧低碳钢位错形貌及 strip production.Mater Sci Eng A.2003.351:266 密度分析.北京科技大学学报，2003,25(6)：591 [4]徐匡迪，刘清友·薄板坯流程连铸连轧过程中的细晶化现象分 [10]Hughes D A.Microstructure evolution,slip patterns and flow 析.钢铁，2005,40(12)：1 stress.Mater Sci Eng A.2001.46:319 Microstructure and properties of SPHD hot strips with boron produced by CSP tech- nology JING Qinguang,KANG Yonglin,SUN Jianlin),LI Xianhao),WEN Dezhi2) 1)Materials Science and Engineering School.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Hunan Hualing Lianyuan Steel Co.Ltd.,Loudi 417009.China ABSTRACI B-contained (0.004%-0.006%)and B-free SPHD hot strips produced by CSP process were chosen as experimental materials.The mechanical properties,microstructure,precipitates,dislocation density and grain orientation of the two different kinds of specimens were analyzed by tensile tests,metallographic ob- servations,SEM analysis,TEM and EBSD observations.The results showed that the addition of micro-alloying element B into SPHD hot strips made ferrite grains evidently coarse,large precipitates were found.the disloca tion density decreased,and all these caused the yield strength to reduce.The crystallographic orientation was analyzed and observed by EBSD.The orientations among neighboring grains both of the B-contained and B-free steel were mainly large angle grain boundaries,however,a great deal of subgrains were found in the B-free steel· KEY WORDS CSP process:precipitation;strengthening;dislocation;grain orientation
钢相比具有的亚晶数量要多． 参 考 文 献 ［1］ 田乃媛．薄板坯连铸连轧．北京：冶金工业出版社1998 ［2］ Yu HChen Q XKang Y Let al．Microstructural research on hot strips of low carbon steel produced by a compact strip production line under different thermal historics．Mater Charact2005 54：347 ［3］ Kang Y LYu HFu Jet al．Morphology and precipitation kinetics of AlN in hot strip of low carbon steel produced by compact strip production．Mater Sci Eng A2003351：266 ［4］ 徐匡迪刘清友．薄板坯流程连铸连轧过程中的细晶化现象分 析．钢铁200540（12）：1 ［5］ 船川义正．A1对含硼冷轧钢板 r 值的影响．铁と钢20029： 547 ［6］ 干勇仇圣桃张慧等．硼微合金化在 TSCR 工艺生产 SPHC 板工艺中的应用∥2005中国钢铁年会论文集．北京：中国钢 铁协会2005：518 ［7］ 王有铭李曼云韦光．钢材的控制轧制和控制冷却．北京：冶 金工业出版社1995 ［8］ 康永林于浩王克鲁等．CSP 低碳钢薄板组织演变及强化 机理研究．钢铁200338（8）：20 ［9］ 王克鲁康永林于浩等．CSP 工艺热轧低碳钢位错形貌及 密度分析．北京科技大学学报200325（6）：591 ［10］ Hughes D A．Microstructure evolutionslip patterns and flow stress．Mater Sci Eng A200146：319 Microstructure and properties of SPHD hot strips with boron produced by CSP technology JING Qinguang 1）KA NG Yonglin 1）SUN Jianlin 1）LI Xianhao 1）WEN Dez hi 2） 1） Materials Science and Engineering SchoolUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China 2） Hunan Hualing Lianyuan Steel Co．Ltd．Loudi417009China ABSTRACT B-contained （0∙004％—0∙006％） and B-free SPHD hot strips produced by CSP process were chosen as experimental materials．The mechanical propertiesmicrostructureprecipitatesdislocation density and grain orientation of the two different kinds of specimens were analyzed by tensile testsmetallographic observationsSEM analysisTEM and EBSD observations．The results showed that the addition of micro-alloying element B into SPHD hot strips made ferrite grains evidently coarselarge precipitates were foundthe dislocation density decreasedand all these caused the yield strength to reduce．The crystallographic orientation was analyzed and observed by EBSD．The orientations among neighboring grains both of the B-contained and B-free steel were mainly large angle grain boundarieshowevera great deal of subgrains were found in the B-free steel． KEY WORDS CSP process；precipitation；strengthening；dislocation；grain orientation 第10期 景钦广等： CSP 工艺生产硼微合金化 SPHD 板的组织性能 ·993·