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超低碳IF钢深冲无时效高端钢Interstitial-Free Steel无间隙原子钢汽车用深冲镀锌板镀锌卷DX56D+Z
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司
更新时间：2013-08-14
IF钢，全称Interstitial-Free Steel，即无间隙原子钢，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。在IF钢中，由于C、N含量低，在加入一定量的钛（Ti）、铌（Nb）等强碳氮化合物形成元素，将超低碳钢中的碳、氮等间隙原子完全固定为碳氮化合物，从而得到的无间隙原子的洁净铁素体钢，即为超低碳无间隙原子钢（Interstitial Free Steel）。
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一般约0.05%。到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。
从2000年以来，由于IF钢具有优良的深冲性和无时效性，已逐渐成为继沸腾钢和铝镇静钢之后的新一代冲压用钢，是一个国家汽车用钢板生产水平的标志。
我国研制IF钢始于1989年，宝钢集团公司、鞍钢集团公司、武钢集团公司、攀钢集团公司、本钢集团公司等先后开展IF钢的研究开发工作，并大力发展IF钢生产。到2009年，我国的IF钢生产已具有一定规模，但仍处于初级发展阶段。以汽车板用IF钢为例，国产的IF钢仅可以满足中低档轿车和卡车用钢板的质量要求，中高档轿车用高品质钢板仍然需要大量进口，尤其是对于表面质量要求非常严格的汽车面板，与国外同类型IF钢产品的质量差距更大。[2-3]
到2010年，我国的汽车产量达800万辆，其中轿车600万辆。可见我国对汽车板的需求量之大。2009年我国宝钢生产的IF钢的成分已能控制在[C] 0.002%、[N] 0.002%、[S] 0.001%、T[O] 0.002%的水平。本钢生产的IF钢的成分控制在[C] 0.003%、[N] 0.004%、[S] 0.005%的水平。我国武钢、鞍钢也已批量生产IF钢。中钢公司（中国钢铁集团公司）采用BOF+RH 真空脱气工艺，并改造了关键设备，开发出优质IF钢。
超低碳IF钢是一种优质深冲、无时效高端钢，生产中为保证其性能，应严格控制：一是钢的化学成分；二是把关每道工序；三是钢中夹杂物的数量、类型、形态及其分布。近年来，我国IF钢生产的总体水平有了长足的进步，但与国外先进企业比，产品数量、产品档次以及生产成本仍然存在一定的差距。国外具体生产应用情况为：
1.日本新日铁
新日铁的IF钢生产水平世界领先，为了适应安全和轻量化的要求，开发了抗拉强度级别340-1270Mpa的各类冷轧及镀锌高强度汽车板，典型的是新日铁君津制铁所用KR法脱硫（S≤0.002%），LD-ORP法冶炼IF钢。工艺为：脱磷转炉弱供氧，大渣量，碱度为2.5-3.0，温度为1320-1350℃，纯脱磷时间约为9-10min，冶炼周期约为20min，废钢比为9% ，脱磷后钢水（P≤0.02%）兑入脱碳转炉，总收得率＞92%；脱碳转炉强供氧，少渣量，冶炼周期为28-30min,脱碳转炉不加废钢。新日铁对IF钢的每道工序都有预定目标，并采取相应的控制措施。
2.日本JFE
JFE生产超深冲IF钢铁水100%三脱预处理，采用复吹转炉炼钢，增大吹炼后期底吹气体流量，加强熔池搅拌，将终点碳含量控制在0.03-0.04%，提高终点命中率，减少补吹率。出钢后，立即向钢包内加入由CaCO3和金属铝组成的炉渣改性剂，其中金属铝比率为30%-50%；将渣中TFe降低到2%-4%。
3.德国蒂森克虏伯
德国蒂森克虏伯公司IF钢冶炼流程为：铁水脱硫-转炉炼钢-吹氩-RH精炼-连铸。先在复吹转炉中将碳脱至0.03%，然后在RH中脱至0.02%；转炉工序控制氮含量；RH工序加入铝和钛。
4.美国内陆
安赛乐米塔尔旗下的美国内陆公司采用复吹炼钢冶炼IF钢，RH-OB工艺脱碳，先吹氧强制脱碳不到8min，将碳含量降到0.008%，然后自然脱碳4min,将碳含量降到0.002%。RH-OB工艺采用了工艺控制模型，炉气在线分析，动态控制。
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