先进钢铁材料技术的进展
钢铁在先进材料开发中的作用如何
钢铁在先进材料开发中的作用如何在当今科技飞速发展的时代，先进材料的开发成为了推动各个领域进步的关键因素。
而钢铁，作为一种传统的材料，其在先进材料开发中的作用却不容小觑。
钢铁，以其独特的性能和广泛的应用，一直以来都是工业领域的重要支柱。
它具有高强度、良好的韧性和可加工性，这些特性使得钢铁在建筑、机械制造、交通运输等众多行业中占据着不可替代的地位。
从建筑领域来看，钢铁在高层建筑和大型桥梁的建设中发挥着关键作用。
高强度的钢铁能够承受巨大的重量和压力，确保建筑物和桥梁的结构安全。
例如，现代化的摩天大楼常常采用钢结构来构建框架，这不仅能够提供足够的支撑力，还能减少建筑材料的使用，从而降低成本。
在桥梁建设中，钢铁的应用使得桥梁能够跨越更长的距离，承受更重的交通负荷。
在机械制造方面，钢铁更是不可或缺。
无论是汽车发动机的零部件，还是机床的主体结构，都离不开钢铁的身影。
高质量的钢铁材料能够保证机械部件在复杂的工作环境下长时间稳定运行，减少磨损和故障的发生。
而且，随着制造技术的不断进步，特殊性能的钢铁材料不断涌现，如耐磨钢、耐热钢等，进一步满足了机械制造行业对材料性能的多样化需求。
交通运输领域也是钢铁大展身手的舞台。
火车的轨道、车辆的车架、船舶的船体等都主要由钢铁制成。
钢铁的高强度和耐腐蚀性使得交通工具能够在各种恶劣的条件下安全运行。
同时，为了提高交通工具的燃油效率和减少排放，轻质高强的钢铁材料正在被广泛研发和应用。
除了上述传统领域，钢铁在新兴的先进材料开发中同样扮演着重要的角色。
在新能源领域，如风力发电和太阳能发电设备中，钢铁被用于制造塔架和支撑结构。
在这些应用中，对钢铁的耐候性和抗疲劳性能提出了更高的要求，推动了钢铁材料的创新和发展。
在电子和通信领域，虽然钢铁不是直接用于制造电子元件，但用于制造电子设备外壳和基础设施的钢铁材料，需要具备良好的电磁屏蔽性能和散热性能。
这促使钢铁生产企业研发出具有特殊性能的钢材，以满足这一领域的需求。
分析轧钢新技术及其品种研发进展
分析轧钢新技术及其品种研发进展
丁振梅 武艳 国
（ 凌源钢铁集团有限责任公司 。辽 宁 朝阳 １ ２ ２ ５ ０ ０）
【 摘 要】 我 国钢铁 行业在最近几年一直处 于水深 火热之 中，
无头连铸连轧技术在 ２ ０ ０ ９年被研发使用 ， 这种技术所需生产线 简短 ，投入成本少 ，并且能够大大缩小钢材各个阶段的连续生产时 间，适合于较薄钢板的生产 。采用该技术能够在更大程度上提高成 材率 ，降低能源消耗率 。 ２ ． ２ ． ２ 半无头轧制技术 这种技术是 由德 国研发 出来的 ，其工作原理是 ：先在连轧线上 生产 出较长的薄板钢坯， 精轧后再进行剪切， 在精轧机组 中钢坯依然 是原长度并不是完全无头 ，所 以称为半无头连轧 。这种技术适合于 生产较薄的带钢， 能提高带钢的产出率 ，降低带钢生产 中废损率 。 ２ ． ２ ． ３异步轧制技术 异步轧制是指轧带 ４ 机的两个辊轴轧转速度不 同的轧制方法， 其
１ 前 言
钢铁工业是我 国最重要 的第二产业 ，支撑着国 民经济的发展， 对 经济总量的贡献不容忽视 。现代工业 建设 离不开 钢铁产品，我 国 逐渐实现现代化 ，钢铁工业 的迅速发展 功不 可没。但是，随着钢铁 工业生产 能力的快速增加 ，一些 问题 也逐渐 显现出来：产品质量有 待提高 ： 产业 调整慢于预期 ： 环境 问题 以及 能源的紧缩对于钢铁业 的 持续发展 不利 ： 产业创新有待增加 。 我国经济处于转型期 ，由粗放型 向集约型发展，对于产业结构进行剧烈 调整 ，产耗 低污染大的钢铁 行业首当其冲，并且其他钢铁产 品需求较大 的行业 的调整 ，如房地 产 业调控 、 基建施工减少等不利 因素也加剧 了钢 铁行业的严峻形式 。 在 这种情 况下， 除了要做好保障原材料 的供给 、 保 证销售 链条信息畅 等基础工作之外， 必须要依靠发展新工艺， 调 整产品结构，加大新 品 种研发的力度等方式来带动钢铁行业 走出 目前的困境，促进未来的
国内外冷作模具钢发展动态
（3）提升阶段：21世纪初至今，我国热作模具钢生产技术和产品质量显著提 高，部分产品已达到国际领先水平。
3、重要事件
（1）1950年代，我国开始自行研制热作模具钢，先后研发出如5CrMnMo、 5CrNiMo等钢种。
（2）1970年代，我国引进国外先进技术，并开始推广新型热作模具钢，如 H13、3Cr2W8V等。
国内发展动态
自21世纪以来，随着国内制造业的快速发展，国内冷作模具钢产业也取得了长 足进步。国内钢铁企业和研究机构在引进国外先进技术和设备的基础上，大力 开展自主研发，逐步实现了冷作模具钢从无到有、由弱变强的跨越式发展。
一方面，国内冷作模具钢的生产技术和品质得到了显著提升。许多国内钢铁企 业通过引进先进技术和设备，以及加强自主研发，成功推出了各具特色的冷作 模具钢品种。例如，宝山钢铁有限公司生产的BSiCr系列耐磨钢种，具有高强 度、高耐磨性和良好的韧性，适用于制造各类耐磨零件和冷冲压模具。鞍钢集 团抚顺特钢有限公司生产的FS13MnNiCr抗冲击冷作模具钢，具有优异的抗冲 击韧性和耐磨性，适用于制造承受高冲击载荷的冷冲压模具。
3、产业结构调整与升级
未来，热作模具钢产业结构将进一步调整和优化。一方面，通过兼并重组等方 式实现产业集中化发展，提高产业整体竞争力；另一方面，通过发展智能制造、 绿色制造等新兴产业模式，推动热作模具钢产业结构升级。
谢谢观看
另一方面，国内冷作模具钢的研发创新也取得了重要进展。国内科研机构和钢 铁企业积极开展合作，加大研发投入，推动冷作模具钢材料的创新发展。例如， 中国钢铁研究总院开发的具有一定代表性和原创性的CR-MO系列新型冷作模具 钢，具有良好的强韧性、耐磨性和抗疲劳性，适用于制造高性能、长寿命的冷 冲压模具。
此外，湖南大学等高校和科研机构也在新型冷作模具钢的研发方面取得了重要 突破，为推动国内冷作模具钢产业的发展做出了积极贡献。
汽车高强度钢材技术的发展
1概述在汽车轻量化的推动下，汽车中转而采用铝合金、镁合金和塑料的零部件越来越多。
随着轻质材料在汽车上应用比例的逐年增加，钢铁材料在汽车材料中的主导地位受到了威胁。
为应对来自轻质材料的挑战，钢铁企业将开发的重点放在了高强度钢上。
如今，高强度钢已成为颇具竞争力的汽车新材料，图1和图2为各类高强度钢在不同的承载条件下的减重潜力．其比较对象为USlSTAMP 04软钢板。
同时．高强度钢在抗碰撞性能、耐蚀性能和成本方面较其他材料仍具有较大的优势，尤其是用于车身结构件与覆盖件、悬架件、车轮等零部件。
本文是根据最近公开发表的文献资料编写的，旨在反映国外汽车高强度钢材料技术的最新进展及未来发展动向，供国内有关行业和部门参考。
文中所述的高强度钢包括高强度钢(屈服强度大于210 MPa)，超高强度钢(屈服强度大于550 MPa)和先进高强度钢(AHSS)。
2主要技术进展超轻车身(ULSAB)、超轻覆盖件(ULSAC)、超轻悬架系统(ULSAS)和新概念超轻车身(ULSAB-AVC)等项目的成功实施，验证了高强度钢在减轻汽车自重和改善车辆性能中的有效性。
为了将这些项目所取得的技术成果转化为现实的生产力，近期的高强度钢技术研究，主要集中在支撑技术(Enabling Technologies)上。
2．1若干高强度钢的开发当前正处于新一代高强度钢开发的前夜。
从冶金学的角度看，近几年高强度钢材料的开发，大多只是对原有钢种牌号的补充或性能改善，厚度进一步减薄，材料本身并未取得突破性进展。
开发的难点是要针对不同的零件，力求在产品的强度、塑性和成本之间取得平衡。
SFGHITEN、NANOHITEN、ERW和HISTORY是日本JFE公司最近开发出的几种高强度钢。
其中SFGHITEN为含Nb系列高强度IF钢板，主要应用对象是汽车车身外板，研究用钢的化学成分见表1。
SFGHITEN利用析出的Nb(C，N)微粒和细化晶粒得到强化，其独特之处在于晶界附近存在所谓“无沉淀区”，它降低了材料的屈服强度。
热轧钢铁材料新一代TMCP技术
世界金属导报/2012年/1月/10日/第B04版轧钢技术热轧钢铁材料新一代TMCP技术TMCP(Thermo-MechanicalControlled Processing)，即控制轧制和控制冷却技术，是20世纪钢铁业最伟大的成就之一，也是目前钢铁材料轧制及产品工艺开发领域应用最为普遍的技术之一。
正是因为有了TMCP技术，钢铁工业才能源源不断地向社会提供越来越有用的钢铁材料，支撑着人类社会的发展和进步。
1 TMCP工艺技术的发展及基本原理TMCP工艺的两个重要组成部分之一，控制轧制，在热轧钢铁材料领域很早就已根据经验予以实施，其核心思想是对奥氏体硬化状态的控制，即通过变形在奥氏体中积累大量的能量，力图在轧制过程中获得处于硬化状态的奥氏体，为后续的相变过程实现晶粒细化做准备。
在20世纪60年代至70年代，随着能源不断开发，对高性能管线钢的需求大幅增加。
为满足管线钢板的生产，控制轧制技术得到快速发展，并在当时的厚板轧制、船板生产等方面得到广泛应用。
为了突破控制轧制的限制，同时也是为了进一步强化钢材的性能，在控制轧制的基础上，又开发了控制冷却技术。
控制冷却的核心思想是对处于硬化状态的奥氏体相变过程进行控制，以进一步细化铁素体晶粒，甚至通过相变强化得到贝氏体等强化相。
相变组织比单纯控制轧制更加细微化，促使钢材获得更高的强度，同时又不降低其韧性，从而进一步改善材料的性能。
1980年，日本NKK福山制铁所首次为厚板生产线配置并使用了OLAC(On-Line Accelerated Cooling)系统。
此后基于对提高厚板性能及钢种开发的需要，重点发展了厚板的快速在线冷却技术，并相继开发出一系列快速冷却装置，投入厚板的开发生产及应用中。
控制冷却设备的普遍应用有力地推动了高强度板带材的开发和在提高材质性能方面技术的进步。
后来，人们将结合控制轧制和控制冷却的技术称为控轧控冷技术TMCP(Thermo-MechanicalControlled Processing)。
“九五”期间钢铁工业科学技术重大进展
提高．使 国产 钢材国 内市场 占有 率 由８％ ５
４ ９
维普资讯
２ ０ 第 ２卷 第 １ ０ ２年 期
号 的｝ 车 板通 过上 海 通 用汽 车 公 司的 认 气 证 ．己具备 为上 海桑 塔纳轿车整 车供板 的 能力。冰 箱用面 板也 通趣 了海尔 公司 的认 证 ｘ ｏ ｘ ５圾菅 线 钢 板 己能 拙 量 生 ６ ６ 产 ．Ｘ Ｏ圾也已试 制成功。冷轧硅 钢片生 Ｔ 产 线的建设｛ 改造，使冷轧硅锶 片的产量 口 由 Ｉ． ８ ５万吨提 高到 ５ 万 吨 ．基本 结柬 了 ０ 我国冷轧硅锕片 长期依琐进 口的 局 面。集 鹱藉板 的自给 率 己由不到５ ％ 提 高到 ７ ％ ０ ０
的发展 是钢铁企 业结梅 谓整的主要 动力之
～
规 模平 炉炼钢厂 投资的～半 ．每吨 钢 的生
产 成 本 捃 当 平 炉 的 ８ ％． 钢 的 质 量 与 平 ０
０
” 王 ” 阃 ． 我 国 锕 产 量 增 长 九 期 ３ ４ ％．而 在铸 坯增 长 １５ ％．远 远 高于 ７ ３ Ｉ 钢产 量 的 增 速 连 铸 比 由４ ％ 增长 到 ６１ ８ ２ 接近世界 平均水 平．其 增长速度 Ｉ ％ １ 也 是世界上最 的。到２ ０ ０ ０年耒全国己有
的生产线和设备。
工 艺装备不断完善 为 高附加值 高 技 术含量产品 的生产 提供了物质条 件。国
产钢材 品种结构 日趋合理 产品质 量不断
量也由２０ ７０万吨增加到４４ ５０ ６万吨 增
长 了６ １ ８ ％。国内长期短缺 的薄钢扳产 量 ９ 从 Ｉ４ ［６万 吨 增加到 ｌ０ ９ ０万 吨。有 ７ 牌 个
铁工业加 大了技 术改造 的 力度 过引 进 通 技 术和自主开发 ．广 泛采用新技术 新工
钢铁行业行业技术趋势分析
环保技术与碳中和趋势
碳中和目标的制定与执行
在钢铁行业，制定并执行碳中和目标是环保技术的首要任务。企业需要明确减排目 标、时间表和具体措施，以适应国际碳市场的趋势。这包括减少生产中的碳排放， 通过能源效率提高和碳捕获技术等手段，同时还需关注碳中和链的全球供应链和碳 市场定价，以确保长期可持续性。
碳捕获与储存技术
钢铁行业行业技术趋势分析
自动化生产与智能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ造
自动化生产与智能制造
自动化生产的发展历程
自动化生产在钢铁行业中的演进历程至关重要。从传统的人工操作到基于计算机的自动 化系统，再到今天的智能化工厂，技术趋势呈现出明显的发展路径。最初，机械化的生 产线改善了生产效率，但现代自动化系统已经实现了精确的生产控制，提高了质量和安 全性。随着机器学习和人工智能的崛起，智能化制造正在推动自动化生产向前发展，通 过实时数据分析和预测性维护来提高生产效率和降低成本。
绿色物流和可持续性
绿色物流已成为全球关注的重要议题。钢铁行业正积极采用可持续的物流实践，包括使用 更环保的运输方式、减少能源消耗和排放。这不仅有助于降低环境影响，还有助于企业提 高可持续性和品牌形象，符合未来可持续发展的趋势。
钢铁行业行业技术趋势分析
绿色能源在钢铁工业中的发展
绿色能源在钢铁工业中的发展
纳米材料在冶炼中的应用
纳米材料技术已经在钢铁生产中崭露头角。纳米颗粒可以显著改善钢铁的机械性能 和耐腐蚀性，同时提高了能源利用效率。纳米材料的应用在材料设计和制备方面具 有广泛的潜力，可帮助钢铁行业实现更高质量、更高效率的生产。
先进材料在钢铁生产中的应用
3D打印技术的革新
3D打印技术已经引领了钢铁制造的一场革命。它允许高度定制化的钢铁零部件制造，减少 了废料产生，提高了生产灵活性。3D打印还能够实现复杂结构的制造，从而提高了产品性 能和质量，为钢铁行业带来了全新的机遇。
先进钢铁材料技术国家工程研究中心中联先进钢铁材料技术有限责任公司
对 核 电 用 钢 技 术 标 准 进 行 消 化 吸 收 ，促 进 了 我 国 核 电 技 术 的 发 展 。 针 对 我 国 大 飞 机 工 程 项 目 ，我 中 心 承 担 了 飞 机 用 承 力 结 构 高 强 度 不 锈 钢 、 耐 腐 蚀 奥 氏体 不 锈 钢 和 起 落 架 用 超 高 强 度
Ｃ ｎ ｅ ｆ Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｓ ｅ ｌ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ，简 ｅ ｔｒ ｏ ｖ ｎ ｅ ｔｅ ｃ ｎ ｌ ｇ
称ＮＥ ＡＳ ） ０ ４ ６ ８ ＲＣ Ｔ 于２ ０ 年 月２ 日在 北京成 立 。 由 国 内 １ 家 钢 铁 生 产 技 术 研 发 、工 程 技 术 的 优 ３
塑 积 汽 车 用 薄 钢 板 及 成 形 技 术 ；形 成 了具 有 自
主 知 识 产 权 的 高 强 度 耐 延 迟 断 裂 钢 技 术 和 抗 疲
我 中 心 结 合 资 源 、 环 境 、市 场 、技 术 的 发 展 需 求 ，正 在 积 极 筹 划 未 来 的 先 进 钢 铁 材 料 技 术 的
先 进 钢 铁 材 料 技 术 国 家 工 程 研 究 中 心
与 企 业 合 作 研 发 铁 素 体 不 锈 钢 生 产 技 术 、 超 级 奥 氏体 不 锈 钢 生 产 与 应 用 技 术 、 双 相 不 锈 钢 生 产 与 应 用技 术 。
（ ｔ ｎ ｌ Ｅ ｇｎ ｉｅ ｒ ｎ ｏ ｎ ｅｅ ｒｈ
研 发 工 作 ：建 筑 设 施 用 钢 、交 通 运 输 用 钢 、 机
械动 力用钢 、海 洋开发 用钢 、环境保 护用钢 、 基 础 零 件 用钢 和 能 源 开 发 用 钢 等 等 。 中 心 愿 与 国 内 外 钢 铁 企 业 和 用 户 合 作 ，共 同推 进 钢 铁 材 料 技 术 进 步 ，为 推 动 我 国 钢 铁 工 业 走 向 更 强 ， 为 我 国经 济 社 会 发 展 作 出贡 献 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
先进钢铁材料技术的进展钢铁研究总院先进钢铁材料技术国家工程研究中心董瀚摘要：钢铁材料是不断发展的先进材料，它依然是本世纪的主要结构材料。
先进钢铁材料具有环境友好、性能优良、资源节约、成本低廉的特征。
本文从钢铁材料理论进展出发，评述微合金化钢、超细晶粒钢、氮合金化不锈钢、高质量特殊钢、钢材组织性能预报和材料信息化技术等重要的先进钢铁材料技术进展。
关键词：先进钢铁材料技术、微合金化钢、超细晶粒钢、氮合金化不锈钢、高质量特殊钢、钢材组织性能预报WTHZRecent Progress in Advanced Steel TechnologiesWT(Yong GAN and Han DONGCentral Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, ChinaNational Engineering Research Center for Advanced Steel Technology, China) WTHZAbstractWTSteel is generally believed to be as one of the dominant structural materials in the 21st century due to its environmental benign, high performance, resource saving and low cost characteristics. The paper overviewed the newly developments in advanced steel technology. It was stressed on the important progresses of microalloyed steel, ultrafine grained steel, nitrogen alloyed stainless steel, high quality specialty steel, process modeling and steel database technology. WTHZKeywordsWTadvanced steel technology, microalloyed steel, ultrafine grained steel, nitrogen alloyed stainless steel, high quality steel, process modeling, steel databaseWT一、引言钢铁材料具有资源相对丰富、生产规模庞大、加工制造容易、性能多样可靠、成本低廉稳定、使用便利习惯和回收利用方便等特点，是基础设施建设、工业设备制造和人民日常生活中广泛使用的材料。
目前和可预见的未来还没有任何材料能够全面取代钢铁材料，钢铁材料仍然是占据主导地位的结构材料，是社会和经济发展的物质基础。
经过人类不懈的努力积累和创造，在钢铁材料科学和技术上取得了巨大的进步。
钢铁材料的宏观性能和微观组织结构之间的关系已逐渐清楚，可运用量子力学理论解释钢铁材料的某些宏观行为。
人们逐渐地可以从理论出发设计和生产钢铁材料。
铁水脱硫、转炉复吹、超高功率电炉冶炼、炉外精炼、中间包冶金、连铸、控轧控冷、微合金化等迅速进步的冶金生产工艺技术为钢铁材料的设计和生产提供了技术基础。
而计算机等相关行业的技术发展也为钢铁材料设计和生产提供了先进的控制手段。
纵观钢铁材料的发展历史，归纳当前钢铁材料精采纷呈的理论和技术的发展，人们不难得出一个结论：基于当前的理论和技术发展，钢铁材料本身在21世纪还会发生重要的变革，最终将会导致钢铁材料的性能显著提高，并将对整个社会发展起巨大的推动作用。
先进钢铁材料的含义是：在环境性、资源性和经济性的约束下，采用先进制造技术生产具有高洁净度、高均匀度、超细晶粒特征的钢材，强度和韧度比传统钢材提高，钢材使用寿命增加，满足21世纪国家经济和社会发展的需求。
今天，先进钢铁材料技术发展表现在钢铁生产和应用的各个方面，全面和详尽的述及是不可能的。
本文从钢铁材料学科的理论进展出发，结合市场发展的需求，论述微合金化钢、超细晶粒钢、氮合金化不锈钢、高质量特殊钢、钢材组织性能预报和材料信息化技术等当前重要的先进钢铁材料技术进展。
二、微合金化钢技术在钢中添加微量（单独或复合加入含量少于0.1%）的合金化元素（钒、铌、钛等），形成相对稳定的碳化物和氮化物，从而在钢中产生晶粒细化和析出强化效果，使屈服强度较碳素钢和碳锰钢提高23倍的钢类称为微合金化钢。
微合金化元素的作用与热变形密切相关。
20世纪5070年代是微合金化钢的理论和技术取得重要进展的时期［1］。
人们将Hall Petch关系式应用于描述低碳钢和微合金钢的强度与晶粒尺寸的关系，提出了晶粒细化不仅有效提高钢的强度还可提高韧性，特别是改善韧脆转折温度。
观测到含铌钢的屈服强度与晶粒尺寸关系明显偏离传统的Hall Petch关系，并由此发现在铁素体中沉淀析出了非常微细的碳化铌、氮化铌或碳氮化铌沉淀相导致附加强化。
这个期间值得提及的重要工作有：第二相阻止晶粒粗化原理的提出及微合金碳氮化物用于控制奥氏体晶粒；微合金碳氮化物在奥氏体中的固溶度积公式及微合金元素的溶解与微合金碳氮化物的沉淀规律；稀溶体中第二相的Osterwald熟化过程及微合金碳氮化物的粗化规律；微合金化元素对变形奥氏体再结晶行为的影响；微合金化钢的控轧控冷技术；微合金化钢中夹杂物对性能的影响规律和夹杂物改性控制技术；微合金化钢中渗碳体或珠光体对性能的影响规律及低珠光体钢和针状铁素体钢的研制开发；微合金化钢的组织—性能关系式与微合金化钢设计。
标志性的国际会议Microalloying'75对这一时期微合金化钢的研究开发及生产应用工作进行了充分的总结［2］，确立了微合金化钢的地位和进一步发展的方向，使得微合金化钢成为重要发展方向。
20世纪80年代至今是微合金化钢产品的迅速发展时期，特别是90年代后期世界主要钢铁生产国相继制定和实施新一代钢铁材料研发计划，超细组织、高洁净度、高均匀度和微合金化是钢铁材料的最重要发展趋势，微合金化钢的研发获得了更为广泛的认同和重视［3］。
这一时期的主要工作有：复合微合金化原理；微合金碳氮化物的沉淀析出次序；微钛处理控制奥氏体晶粒尺寸的原理及其应用；微合金碳氮化物在铁素体中的固溶度积公式及其在铁素体中的沉淀析出强化原理；奥氏体的变形热处理原理及控轧技术，特别是控制动态再结晶轧制技术的应用；微合金化钢连铸连轧生产技术；微合金化原理的系统理论；无珠光体钢乃至无间隙原子钢（IF Steels）；高等级石油管线钢；变形诱导铁素体相变（DIFT）技术与超细晶粒钢。
钛是早期微合金钢的主要微合金化元素。
过去钢铁材料标准中均有许多含钛钢种，如我国的15MnTi、13MnTi、14MnVTi、20Ti、10Ti等。
目前钛微合金化主要用于微钛处理（0.02%），利用TiN析出相的高温稳定性来控制奥氏体晶粒长大，改善钢的韧性和焊接性。
钒在钢中主要起沉淀强化作用，加入量一般小于0.20%。
钒微合金化一般不需要采用低温轧制，因此适合长形材及厚板等品种的开发。
厚钢板、厚壁H型钢、微合金非调质钢等品种由于受轧机能力、变形量和孔型轧制等条件的限制，难以实现低温控轧。
采用V N微合金化技术结合再结晶轧制，通过VN在奥氏体中析出诱导铁素体在奥氏体晶内形核，从而细化组织。
铌在钢中的主要作用是细化晶粒、沉淀强化和相变强化。
与其它微合金元素相比，铌对奥氏体再结晶抑制作用最大。
利用铌的这一特点发展了传统控轧工艺（未再结晶控轧）以细化晶粒。
轧制后未沉淀析出的铌（固溶铌）将在铁素体内析出，起沉淀强化作用。
另外，固溶铌还能够降低Ar3温度，有助于获得贝氏体和针状铁素体。
近年来，钢铁研究总院研究了铌在变形诱导铁素体相变中的作用机理，与武钢和本钢合作开发了含铌高强度耐大气腐蚀钢，使CuPTiRE和CuPCrNi系两类应用最广泛的耐大气腐蚀钢的屈服强度分别提高到400兆帕和500兆帕以上，与包钢薄板坯连铸连轧厂合作开发了X60管线钢和汽车大梁钢。
根据经济建设的需要，结合我国资源，应当发展有中国特色的微合金化高强高韧钢。
三、细晶粒钢和超细晶粒钢技术20世纪90年代后期以前，工业化生产的钢材的晶粒尺寸大多超过10微米。
超细晶粒钢是当今世界钢铁材料理论和技术领域的研发热点。
从20世纪90年代末开始，日本、韩国、中国和欧盟等国家先后投入力量进行超细晶粒钢的研发。
日本材料研究院采用低温大变形和多轴压下技术，在实验室将铁素体晶粒尺寸细化到0.51微米［4］。
韩国POSCO采用应变诱导动态相变(Strain Induced Dynamic Transformation)技术，在实验室轧机上将C Mn钢和微合金钢的晶粒尺寸分别细化到45微米和2微米［5］。
我国于1998年启动了翁宇庆负责的973项目“新一代钢铁材料的重大基础研究”，其主要研究内容是将目前广泛应用的铁素体—珠光体钢的屈服强度提高一倍，即碳素结构钢屈服强度从200兆帕级提高到400兆帕级，高强度低合金钢的屈服强度从400兆帕级提高到800兆帕级。
我国的研究形成了以变形诱导铁素体相变为核心的细晶粒或超细晶粒形成理论和控制技术，实现了细晶粒或超细晶粒钢的工业化生产［6，7］。
为实现超细晶粒钢的工业化生产，日本川崎重工与中山钢厂采用异步辊轧制（SRDD）、机架间冷却和轧后快冷等技术建设了一条可低温大应变量变形的专业化超细晶粒钢生产线。
采用低温大应变控制轧制技术可将低碳钢的铁素体晶粒尺寸细化至3微米，屈服强度提高到500兆帕。
日本新日铁公司采用“先进TMCP工艺”进行表层超细晶粒厚钢板的生产。
该工艺将变形、道次间加速冷却、终轧后加速冷却及轧制过程中变形热控制等技术结合，故称为“复杂TMCPs”技术。
利用该技术，新日铁公司已生产出厚度为25毫米、表层铁素体晶粒尺寸2微米，深度达4毫米的表层超细晶粒钢板。
该钢具有较高的强度、韧性和良好的抗疲劳和断裂等性能。
我国在开展新一代钢铁材料的基础理论研究工作的同时也安排了超细晶粒钢的工业化试制。
其中重点安排了碳素超细晶粒钢扁平材和长型材的工业化试制。
在长型材研发方面，利用普通碳素结构钢Q235化学成分，通过有效的工艺控制，钢的组织可细化至5微米左右，开发的带肋钢筋的屈服强度达到了400兆帕级，满足GB14991998标准的热轧带肋钢筋要求。
在扁平材研发方面，宝钢与东北大学采对C Mn钢利用低温轧制、加速冷却和低温卷取等技术，获得了铁素体晶粒尺寸约为5微米左右的铁素体—珠光体—贝氏体钢。