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超低碳IF钢深冲无时效高端钢Interstitial-Free Steel无间隙原子钢鞍钢汽车用深冲镀锌板DX56D+Z 超低碳IF钢深冲无时效高端钢Interstitial-Free Steel无间隙原子钢鞍钢汽车用深冲镀锌板DX56D+Z 超低碳IF钢深冲无时效高端钢Interstitial-Free Steel无间隙原子钢鞍钢汽车用深冲镀锌板DX56D+Z

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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)、(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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