2　 形變誘導析出和中溫相變控制
　　 在微合金鋼中，低碳(或超低碳)貝氏體(LCB)和針狀鐵素體(A．F)是兩類極有前景的鋼類。它在強度(σs≥400MPa)提高同時保持了高韌性(有些A．F鋼AK≥300J并達400J水平)，我們的工作表明在氫致應力腐蝕條件下(西部開發用管線鋼)它比超細鐵素體(UFF)鋼有更高的耐應力腐蝕能力。
　 這類鋼的超細化不是鐵素體晶粒細化(它不是α+P組織了)，而是充分運用變形誘導析出(Deformation Induced Precipitation，DIP)和中溫相變控制。在LCB和A．F鋼類中微合金的碳、氮化物M(C．N)與基體相變和強化機制關系密切，它們部分在凝固析出(特別是與Ti有關的碳氮化物)，更多的(特別是Nb，V有關的碳氮化物)是在軋制中析出?？紤]軋制后的基體再結晶和M(C．N)析出兩個過程的競爭性，這在圖5中顯示了二者的競爭性(用軋制--析出(脫溶)--溫度--時間圖分析，RPTT)。可以看出，M(C．N)的析出推遲了γ再結晶的發生，實質上是析出的發生產生了未再結晶區軋制[5]。因此微合金鋼的TMCP實質是未再結晶區軋制--析出--軋后冷卻控制的系統工程。
　 由于現代軋機的高速化，板帶(特別是薄板)的精軋階段高速化，使得M(C．N)的變形析出過程沒有完成，γ再結晶又沒有發生，使相變的基體(LCB或A．F)保留有高密度位錯，這也是針狀鐵素體和低碳貝氏體的組織特征之一。
　　如何在軋制階段使析出和位錯組態變化兩者朝提高材料性能方向控制?“973”的工作發展了位錯馳豫(Relaxation)--析出(Precipitation)--控制(Controlling)技術，即RPC技術。它是將熱軋后具有高密度位錯的組織狀態，經過軋后在高溫階段適當時間保持，讓高密度位錯在無外力條件下適當馳豫，弛豫的位錯通過運動及相互作用產生位錯胞狀結構，通過胞壁的完整化，胞間取向差的加大及胞的尺寸變化使胞狀結構發展，形成了超細化組織。同時高溫保持也讓析出M(C．N)過程充分發展，釘扎和穩定化了胞狀結構并產生的超細組織，最終表現為板條數長度和板條數寬度都細化和短化。圖6是試驗鋼(0.06％C—0.05％Nb—0.02％Ti)的工藝示意圖及組織細化結果。圖7是顯微組織(金相)和電鏡(TEM)觀察的結果，它們最終使得材料強度達到σs≈800MPa級水平［6］。
 

　3 薄板坯連鑄連軋工藝中的超細化現象
　 近幾年來，薄板坯連鑄連軋(Thin-slab Casting and Rolling，TSCR)工藝在我國正蓬勃地發展。據報導[7]我國已建成7條近1000萬t／a能力的TSCR工藝路線。當前應加快發展適應這一新流程的產品開發。
從材料學觀點看來，薄板坯連鑄連軋流程與傳統板帶流程有兩個明顯不同的特點。第一，它的凝固鑄坯薄。即它的凝固冷卻速度比傳統板坯快1—2個數量級，見圖8。
　 由于快速凝固，二次枝晶臂間距明顯縮短，最小臂間距可達亞微米級，因而在凝固過程中枝晶間析出的析出相(Al2O3，MnS，FexOy等)尺寸明顯細化，即液相在冷卻時由于過飽和和析出的
氧化物和硫化物呈現納米級大小的數量明顯增加，從珠江CSP取樣分析充分證明這一點。
　　第二個特點是它的直接軋制性。TSCR是連鑄坯在結晶器出口形成，通過二冷段、扇形段等必要冷卻和輸送等過程后，以大約1100℃狀態(表面溫度略低，心部高于1100℃)進入均熱爐保溫后軋制。它沒有傳統板坯生產工藝，即軋后冷卻，發生γ－α+P相變，冷至約600℃后熱送至加熱爐，再逆相變(γ－α+P) － γ后軋制。因此TSCR是一高溫直接軋制過程。


　如果鋼中硫、氧等含量較低(潔凈度較高)，[Mn][S]溶度積較低，就有可能出現MnS的形成，主要在固態(理論上若偏析不存在，液態不形成MnS)。圖10是Mn、S形成(析出)MnS與形成溫度的關系曲線，圖10中★為珠江鋼鐵公司主要產品(Q195)2002年1月63爐統計平均成分(％)：C 0.056，P 0.014，S 0.0052，Mn 0.37。證明多數應在均熱段或軋機頭兩個機架析出。它不會像傳統板坯那樣，鑄坯冷卻時就已經析出，即在軋制狀態前多數早已存在，在TSCR工藝中軋制前多數在均熱段尚未析出。
　　這種直接軋制和(MnS)的較低溫度固態析出，造成(MnS)形成納米級“夾雜物”。與此類似，[A1]、[N]形成(A1N)的溫度范圍也和直接軋制的后幾個道次吻合，它們都形成了納米相。另外，電爐鋼廠(例如珠江)由于廢鋼含銅較多(～0．2％Cu)也發現納米級的富銅相。至于軋制過程是否誘導或加速(MnS)，(A1N)和富銅相的析出，這一工作至今尚無最終結論。所有這些現象使奧氏體再結晶細化產生可能，即軋鋼過程中在機架間奧氏體反復再結晶時(動態再結晶和靜態再結晶)，這些納米相的存在阻礙了奧氏體晶粒的長大，也使最終產品鐵素體晶粒尺寸明顯減少，達到3～5／μm，見圖11和表l。最后，使產品在保證伸長率基本不變條件下，材料強度翻番。有分析認為強度提高既含有納米相阻礙晶粒長大作用，又有納米相產生析出強度的作用。第一種作用已被實驗事實證明，表1就是示例。第二種作用還沒有嚴格的證明，因為析出強化應是強度提高塑性下降，可是塑性指標至今未發現明顯下降，這一觀點尚待更多工作加以證實。

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