超细晶钢
超细晶化理论及技术与炉外精炼技术
超细晶化理论及技术是21世纪新一代钢铁材料的重要发展方向。
目前，工业生产和广泛应用的低合金钢的屈服强度约为400MPa，抗拉强度约为500MPa，晶粒尺寸约为lOpm。
长期研究和生产实践表明，具有高强度且有高韧度的钢铁材料是最理想的材料，晶粒细化处理是同时提高材料强度和韧度的最有效途径，因此世界各国研究者力争通过对低合金钢进行细晶化的研究，将低合金钢的屈服强度由目前的400MPa级提高到800MPa级，其核心理论和技术是实现钢材的超细晶（或超细组织）。
1997年4月，日本开始了“新世纪结构材料（或超级钢材料）”为期10年的研究计划，提出生产将现有钢材强度翻番和使用寿命翻番为目标的新一代钢材。
之后韩国在1998年启动了“21世纪高性能结构钢”，我国予1998年末确立启动了“新一代钢铁材料重大基础研究”项目（国家973项目），其目标是将现有的普碳钢和低合金钢的强度和寿命提高1倍，同时不降低钢的综合性能。
东亚相差不到1年，设立相同目标的研究项目带动了欧美各国钢铁界竞相参与和重视。
控制超细晶粒钢的组织而使钢强韧化的观点出发，对现有高强度低合金(HSLA)钢晶粒细化的理论和技术进行了探讨。
探讨高强度低合金钢的晶粒细化理论。
1.高强度低合金钢的晶粒细化理论：2.低合金高强钢最重要的力学性能指标是屈服强度GB和韧脆转变温度T。
对于新一代钢铁材料来说，提高其屈服强度民，降低其韧性转变温度T是研究和开发的重点。
提高钢铁材料强度的方法有：固溶强化、析出相强化、弥散强化、形变强化，细晶强化等。
钢铁材料提高强度的途径主要有4条Ⅲ：通过合金元素和间隙元素原子溶解于基体组织产生周溶强化通过加工变形增加位错密度造成钢材承载时位错运动困难（位错强化）通过晶粒细化使位错穿过晶界受阻产生细晶强化通过第二相(一般为M(C，N),析出相或弥散相）使位错发生弓弯和受阻产生析出强化。
各种强化机制的效果。
其中，细晶强化是唯一能同时提高强度和韧性的方法，其它强化方法得到的显微组织都存在强度提高而韧性下降的缺点。
热处理对超细晶WC-15Co-0.2VC-0.4Cr3C2组织和性能的影响
合 金相 比超 细 晶硬 质合金 的热 处理 又有其 自身 的特 点 。运 用 ＸＲ Ｔ Ｍ、 Ｓ Ｄ、 Ｅ Ｄ Ｃ的分析方 法 ， 本文对超 细硬 质 合金 的 热处理 工艺 及对 合金 热处 理后 的性 能进行 了分 析 ， 揭示 了热处理工 艺对超 细硬质合金 组织和性 能影 响 的规律 和机理 。
胡 明 ’李 宁 ’文玉 华 ’ 张 勇 周 永 贵 （． １四川 大 学制造科 学与 工程 学院 ， 四川 成都 ，１０ ５ ６０ ６ ；
２自贡硬质合金有限责任公 司， ． 四川 自 ，４０ １ 贡 ６３１ ）
摘 要 分 析 了淬 火 和 回火 对 ＷＣ １Ｃ ＿ ． Ｃ ０ Ｃ３２ 一５ ｏＯ Ｖ ＿ ４ ｒ 超细 晶硬质 合 金 力学 性 能 、 ２ Ｃ 微观 组织 及 相结 构 的影 响 。 究发 现 ， ０ ０ ｃ 研 １ ５ 淬火 后横 向断裂 强度 Ｒ ｏ 由烧 结态 的 ４０ ０Ｍ ａ ２ Ｐ 提 高 到 ４５ ０ＭＰ 。Ｔ Ｍ 观察 发 现 ＷＣ 晶 变 得 圆 整 ， Ｒ ９ ａ Ｅ Ｘ Ｄ分 析显 示 高 温 淬 火 后 的 试 样 中塑性粘接相 ０ Ｃ Ｉ ｏ的含 量 明显 高 于 烧 结 态 ， 使 得 合 金 的 横 向 断 裂 强 度显 著 提 高 。淬 ＿ 这
超 细 晶粒 硬 质合金 是 一种 高硬 度 、 高强度 、 高耐 磨 的硬 质合金 ， 的 ＷＣ晶粒度 在 ０２ ｏ５ 瑚 ， 它 ． ． ￣ 是普 通硬 质合金 ＷＣ晶粒 度 的几 分 之 一 到几 十 分 之 一 。 用这种硬质合金制造刀具 ， 由于其 晶 粒 极 细 ， 刃 刀 可 以磨 得 锋 利 、 洁 ； 光 同时 由于 它 的强 度 和 硬 度 都
火 后 低 温 回火 时 消 除 淬 火 残 余 应 力 ， Ｒ Ｔ Ｓ进 一 步 提 高 ，但 回火 温度 高 于 ３ ０℃后 Ｔ Ｓ ０ Ｒ
HRB400 MPa超细晶粒碳素钢筋组织性能
１ 实验 材 料和 方 法
以 ２ Ｍｎ ｉ ０ Ｓ 钢坯 为原料进行 控轧控 冷实验 ， 制备强度 为 ４ ０ＭＰ ０ ａ级的带肋 螺纹钢 筋 ， 主要 化学成分
Ｈ ４ ＭＰ 超 细 晶粒 碳 素 ＲＢ ０ ａ ０ 钢 筋 组 织 性 能
张兴友 李激 光 王 长生 ， ， ， 曾尚武
（ ． 宁 科 技 大学 材料 与冶 金 学 院 ．辽 宁 鞍 山 １ ４ ５ ； ． １辽 １ ０ １ ２ 山东 石 横 特 钢集 团有 限公 司 ， 山东 肥 城 ２１１） ７ ２ ６
产 品进行组织 和力学性 能研究 。
２ 实 验 结 果 和 分 析
２ １ 力 学 性 能 ．
采 用拉伸 实验机实 验测得 的相关力 学数据 如表 １所示 。 由表 １可见 ， 各种 规格 的钢筋 屈服 强度 平
收 稿 日期 ：０ ０ １ ＿Ｏ ２ １ ・ １２ 。
作 者简 介 ： 兴友 （ ９ ４ ） 男 ， 宁 凌源 人 。 张 １８一 ， 辽
势 在 必 行 。采 用 临 界 奥 氏 体 控 轧 控 冷 新 技 术 ， 现 形 变 诱 导 铁 素 体 相 变 是 解 决 该 矛 盾 的 有 效 途 径 ｊ 实 。
该 工艺是 在不添加 任何合 金元素 的基础上 ， 利用轧 机高应变 速率条件 下 的累积变形 作用 ， 过特定 机组 通 的温度控制 ， 综合 利用再结 晶 、 未再 结 晶、 形变诱导铁 素体相 变机制 ， 分别将碳 素钢 和低碳微 合金制 的铁 索体晶粒 尺寸细化 到 ３ Ｉ 和小于 １ｆ 屈服强 度分别 提高 到 ４ ０ＭＰ Ｔ Ｉ 』 ｍ， ０ ａ和 ８ ０ＭＰ ０ ａ以上 ， 棒材 的 使
大变形异步-同步轧制超细晶TWIP钢的组织及变形性行为
大变形异步-同步轧制超细晶TWIP钢的组织及变形性行为张道达;付斌;孙衍乐;尧登灿;付立铭;单爱党【摘要】The ultrafine-grained(UFG) high-Mn austenitic steels were successfully produced by the method of severely asymmetric rolling(ASR) and symmetric rolling(SR) and the subsequent annealing treatment.The effect of annealing on microstructure and mechanical properties of the produced steel was investigated.The results showed that the fully recrystallized UFG TWIP steel with the average grain size of the 600 nm was obtained when the ASR-SRed steel was anneal ed at 700 ℃.After heavily cold ASR-SR processing,the ultimate tensile strength(UTS) of the steel was increased from 677MPa to 1 591 MPa.With the subsequent annealing temperatures increasing,the strength was decreased and the elongation was increased.Specially,the heavily ASR-SRed TWIP steel when annealed at 600 ℃ was partially recrystallized and its yield strength,UTS and elongation were 980 MPa,1 126 MPa and 32.6％,respectively.The produced UFG steels exhibit very high strain hardening,which is mainly attributed to the partially recrystallization of the nanostructures and the relatively lower stacking fault energy of the high-Mn TWIP steel.%通过大变形异步-同步轧制及随后的退火处理,成功制备了超细晶高锰TWIP钢,并详细研究了不同退火温度对大变形TWIP钢的组织和性能的影响机理,结果表明:大变形轧制材料经700℃退火后,组织发生完全再结晶,获得了稳定的晶粒尺寸小于600nm的超细晶TWIP钢.经大变形轧制TWIP钢的抗拉强度从677MPa提高到了1591MPa,随着退火温度的升高,材料的强度降低,塑性增加;大变形纳米组织TWIP钢在600℃退火后,组织为部分再结晶状态,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到了980MPa、1126MPa和32.6％.退火处理后的超细晶TWIP钢呈现出较高的应变硬化能力.优异的综合力学性能主要归因于大变形轧制后的纳米组织的部分回复再结晶和高锰TWIP钢相对较低的层错能.【期刊名称】《南昌大学学报（理科版）》【年(卷),期】2017(041)004【总页数】7页(P368-373,382)【关键词】超细晶TWIP钢;高锰奥氏体钢;异步轧制;同步轧制【作者】张道达;付斌;孙衍乐;尧登灿;付立铭;单爱党【作者单位】江西省机械科学研究所,江西南昌 330002;上海交通大学材料科学与工程学院,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院,上海200240;江西省机械科学研究所,江西南昌 330002;上海交通大学材料科学与工程学院,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TG335.1近20年，具有较低层错能的高锰奥氏体孪晶诱发塑性(TWIP：TWinning Induced Plasticity)钢，由于其同时兼具优良的塑性和较高的强度及其独特的变形方式，受到材料学者的极大关注[1-3]。
细晶钢技术
第四章细晶钢及超细晶钢及其生产技术钢铁材料作为人类使用的最传统和最主要的结构材料，其经济性和性能多样性的结合是目前任何一类工程材料难以媲美的，并在今后相当长的时间内仍将发挥主导作用。
但也应该看到，钢铁材料的生产正面临着能源、资源和环境问题的巨大压力，同时也面临着其它材料的激烈竞争。
因此，从上世纪末开始，世界上许多国家（如日本、韩国、中国、欧盟等）陆续启动了旨在大幅度提高钢材的强韧性和使用寿命的大型科研项目，掀起了新一轮钢铁材料研究的热潮[1-3]。
我国于1999年正式启动了“新一代钢铁材料的重大基础研究”项目，其主要目标是保证生产经济性的前提下，使钢材的强度和韧性提高一倍，或强度、韧性没有明显增加，但其使用寿命提高一倍[1]。
提高材料强度的方法有多种，但晶粒细化是唯一既能提高强度又能改善韧性的方法，其它方法均会损害韧性。
因此，超细晶组织应是新一代钢最主要的特征。
根据Hall-Petch关系，低碳碳素钢的屈服强度从目前的200MPa级提高到400MPa级，其铁素体晶粒尺寸应细化至3-5μm；而对于低合金钢和微合金钢，其屈服强度从目前的400MPa级提高到800MPa级，铁素体晶粒应细化至1μm或更小。
这是新一代钢所追求的目标[1]。
自上世纪六十年代以来，人们一直致力于钢材晶粒细化的研究和开发工作，先后开发出未再结晶控轧（传统控轧）、再结晶控轧以及控制冷却等晶粒细化工艺，并在实际中得以广泛应用[4]。
但是，运用上述工艺获得的铁素体最小晶粒尺寸，对于碳素钢为10μm，而对于微合金钢为4~5μm，其屈服强度分别在200~300MPa级和400~500MPa级[4]。
自上世纪九十年代开始，一些新的晶粒细化方法又相继问世，如超大塑性变形、极限热机械加工等[34, 39-48]，铁素体晶粒可细化至亚微米甚至纳米级，材料的强度大幅度提高。
但是，这些方法目前仅能在实验室中实现，而且制备出的材料尺寸小，成本高，不符合我国新一代钢低成本、大规模生产的要求。
新型汽车覆盖件钢板性能研究
新型汽车覆盖件钢板性能研究
张钧萍;方刚;路洪洲;金磊;关建东;郭爱民
【期刊名称】《汽车工艺与材料》
【年(卷),期】2024()6
【摘要】UF340作为一种新型超细晶高强钢,在汽车外覆盖件的应用上具有替代HC180BD的潜力,研究了UF340力学性能和成形性能。
结果表明,在塑性、加工硬化指数和各向异性方面,UF340与HC180BD具有相似的力学性能,与HC180BD相比UF340没有明显的烘烤硬化性,2种材料的成形性能基本一致。
通过Keeler模型计算获得UF340的成形极限曲线与成形试验结果存在一定差异,采用线性分段拟合方式获得的成形极限图与试验结果吻合度更高,采用该方法获得的成形极限曲线可为新材料的成形应用提供参考。
【总页数】5页(P1-5)
【作者】张钧萍;方刚;路洪洲;金磊;关建东;郭爱民
【作者单位】中国汽车工程研究院股份有限公司;中信金属宁波能源有限公司;北京首钢股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U465.11
【相关文献】
1.钢板-泡沫铝-钢板新型复合结构降低爆炸冲击波性能研究
2.防屈曲支撑-RC框架新型开孔钢板剪力键连接节点抗震性能研究
3.新型外包波纹钢板-混凝土组合梁负
弯矩受力性能研究4.新型钢板组合剪力墙力学性能研究5.新型钢板螺栓连接装配式混凝土剪力墙受力性能试验研究
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典型钢种的生产工艺汇总
3、粗轧
（1）粗轧道次设定模式：1+5等模式； （2）中间坯厚度：中间坯厚度≥3倍成品厚度； （3）粗轧阶段严格控制除鳞情况，R1第1道次除磷，R2 至少采用 1、3、5道次除鳞，保证除掉粗轧过程中形成的氧化铁皮； （4）调整粗轧板形，保证带钢对中；要求板形良好。
4、保温罩
为了保证中间坯温度的均匀性，建议使用保温罩。
牌号
范围 SPHC 目标
加热温度/℃
1220-1300 －
均热温度,℃
1240-1300 －
出钢钢坯温度,℃
1230-1290 1250
注：(1) 出炉温度的范围为±20℃；各段温度仅为参考值，最终控制出钢温度在范围内。 (2) 根据成品钢板厚度、宽度和开轧温度的设定要求及出钢节奏的快慢，各段温度 在上表范围内可以适当做出调整。
冷轧用钢―SDC系列
常见牌号：SDC01、 SDC03、 SDC04、 SDC05 牌号意义:企标（首钢牌号） S：Shougang D：Drawn， 表示冷成形用板材产品 C：Cold，表示冷轧产品 01、03、04、05：是钢种序号。
SDC01、SDC03
SDC01:（1）可制作汽车零部件，家具外壳、桶钢制家具等 简单成型、弯曲或焊接加工的产品； （2）具有一定的强度和好的塑性，一般用于成形汽 车的加强件，内板，后横梁轿车顶盖等一般成形件。 SDC03：可制作变形量小的门板、窗、挡泥板、马达外壳等 冲压成型及较复杂变形加工的零部件。
7、卷取工艺
（1）卷取操作应密切关注卷取温度值和设备运行状况； （2）换辊期间检查夹送辊、助卷辊等辊的表面质量，不得有影 响表面质量的缺陷存在。
2、加热制度
加热温度控制见表 2 所示， 230mm 坯型加热时间为 2.8-3.5 小时 （冷装时）。
超细晶铁素体钢的强度
超细晶铁素体钢的强度范建文1,刘清友2,侯豁然2,陈红桔2,董 瀚2(11首钢集团总公司,北京 100041;21钢铁研究总院,北京 100081)摘要:采用不同热处理制度和冷轧大变形以及快速热处理的方法获得了晶粒尺寸范围在(92～6)μm 的铁素体组织。
采用不同工艺热轧获得了晶粒尺寸在(10～1)μm 的铁素体组织。
采用室温拉伸试验测定了这两种材料的强度,研究了它们在超细晶条件下的细晶强化规律。
结果表明,在超细晶条件下,霍尔2佩奇(H 2P )关系的斜率系数k y 将下降而截距σ0上升。
同时对此进行了初步的分析。
关键词:高强度低合金钢;超细晶铁素体;霍尔2佩奇关系中图分类号:TG 11311,TG 113125 文献标识码:A 文章编号:025426051(2003)0720005206The Strength of U ltra 2f ine G rained Ferrite SteelFAN Jian 2wen 1,L IU Qing 2you 2,HOU Huo 2ran 2,CHEN Hong 2ju 2,DON G Han 2(11Shougang Group Corporation ,Beijing 100041,China ;21Central Iron &Steel Research Institute ,Beijing 100081,China )Abstract :Ferrite with the grain size at the range of (92～6)μm has been obtained by the way of different heat treatment processes and severe deformation at the ambient temperature followed by the rapid heat treatment.Fer 2rite in the HSLA (high strength low alloyed )steel with the grain size at the range of (10～1)μm has also been achieved by the way of hot rolling processes including the deformation induced ferrite transformation (DIF T ).The tensile tests were performed to study the strength of ultra 2fine grained ferrite.The results show that with the fer 2rite refinement ,k y ,the slope of H 2P relationship ,will decrease while σ0,the intercept of the H 2P ,will increase.Furthermore ,the initial analysis about this has been made.K ey w ords :HSLA steel ;ultra 2fine grain ferrite ;Hall 2Petch relationship作者简介:范建文(1970110—),男,山西太原人,高级工程师,工学博士,主要从事组织超细晶化低碳低合金钢、微合金化控轧控冷技术的开发及冷挤压及轧制过程数值模拟工作,发表论文10篇。
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点缺陷(空位)固溶强化 线缺陷(位错)位错强化
超细晶钢 细晶钢
如何形成超细晶的理论和技术？
高洁净度 夹杂物对钢材疲劳强度的影响
在疲劳极限时的强度 (108 周),σw/MPa
1200 1000
S35C,45C,55C,SMn438,443,SCM43 5,440,SCr440,SNC631
C
Si
S
a. 柱状晶发达
81.29
42.51
22.91
b. 等轴晶发达
90.21
71.34
55.98
国际共同开展新一代钢铁材料的研发
1997年日本提出超级钢概念（强度翻番、寿命翻番），随 后各国相继安排了类似目标的科研开发项目。
年份
国别
项目
备注
1997年
日本
“超级钢”基础研究
科技厅，十年项目
1997年
第三阶段：n明显降低，剩余少量形核位置时的转变变缓过程
❖ 临界核心尺寸小
△GD= 50 J/mol
r*= 0.064 µm
DIFT 是一个形核为主的过程
频数 晶粒尺寸( m)
Q235；加热到 900℃；770 ℃
0.3
应变= 0.7；不同时间驰豫；
0.2
0s 晶粒数559
3s 晶粒数679
5s 晶粒数600
→ 相变的自 由能变化
Temperature, C
1100
1050
C-1.50%Mn-0.46%Si steel
1000
950
AD3
900
850
800 750
Ae3
+
700
Ae3 10J/m ol 40J/m ol 70J/m ol 100J/m ol
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Carbon content, wt%
日本
“超级金属”计划
解决控制制造技术
1998年3月
世界钢铁 协会
“超轻钢车身”
35家西欧、北美钢厂、 汽车厂参加
1998年
韩国
“21世纪高性能结构钢”
十年项目
1998年10月 中国 “新一代钢铁材料的重大基础研究” 第一期五年项目
2001年7月 欧盟
“超细晶粒钢”
英、德、意、比等国
2002年1月
日本
中国金属学会 翁宇庆
2007年2月4日 江苏 南京
内容
一、钢铁材料技术的发展方向 二、超细晶钢理论与技术进步 三、超细晶钢相关应用技术中
的几个问题 四、未来发展的一些思考
一、钢铁材料技术的发展方向
——钢铁是主导结构材料，也是产量最大的功能材料
1000
970
产量，百万吨
800
600
297
400
200
6.26
14.3
0
数据引自《2004年国家 统计公报》
乙烯 十种有色金属
钢材
水泥
钢铁品种主要是钢铁结构材料
2004年统计
功能用 钢,210.93万 吨占0.77%
不锈 钢,134.71万 吨占0.49%
2005年统计
功能用 钢,591.48万 吨占1.66%
不锈 钢,230.18万
吨占065%
结构用钢, 98.74%
20
40
60
80
100
ferrite volume fraction, %
40
without strain under strain
TMCP: -形核位置是不变的。
30
20
Q235, Influence of strain
on grain number during strain
10
enhanced transformation;
响
II. 纳米析出相促进超细晶钢的发展 III. 合金结构钢的晶粒细化
I-1 形变诱导铁素体相变 (DIFT)
热力学原理:
自 由 能 变
化
形变
非形变
碳含量
低碳钢和低合金钢的超细晶化
——形变和相变的耦合
→ 相变过程中的自由能变化
△G= –V(△Gv – △G E)+ △GS ……(1)
50 100 150 200 250 300 350
Stress(MPa)
带钢不同厚度点的温度历史
表面层冷速超过4000 K/s，冷速极快。在冷 速逐渐下降，温度开始 回升时表面层可能发生 铁素体相变，此时轧件 已有了相当大的应变累 积，有能力在晶界和晶 内同时形核。
超细晶与过冷度的关系
过冷度, K
超细晶粒
200m
采用多轴、大变形量，增加γ→α形核率
日本获得超细晶的技术思路：奥氏体再结晶轧制
Z exp( Q )
RT
T临界DRX＜T轧
自 由 能 变 化
形变 非形变
碳含量
1) 降温：从1200℃降到 1100℃；
2) 大变形量：ε 高，ΔGD
大；
3) 高应变速率：提高， Z升高。
0.1
10s 晶粒数658
30s 晶粒数830
0.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16
晶粒尺寸( m)
20 Q235, 应变对晶粒长大的影响
在800℃ 应变 15
在770 ℃ 应变
在740 ℃ 应变
10
770 ℃ 没有应变
在770 ℃ 应变 5
0
0
20
40
60
80 100
铁素体体积分数(%)
中间包 及铸坯
簇群状 Al2O3
中间包钢水中的夹杂物
铸坯中的夹杂物
气瓶钢（HP295），武钢三炼钢生产，铸坯T[O]：12~19ppm。
高均质性 顺序凝固均质凝固
模铸偏析示意图 CSP铸坯柱状晶发达
在固液两相区中 各组元的分配系 数K：
K CS CL
CS ：组元在固相中 含量，%
CL ：组元在液相中 含量，%
在形变时，如果能储存部分形变能并转变成相变驱动力，
则
△G= –V(△Gv – △G E)+ △GS – △GD … (2)
这里：
△Gv △G E △GS △GD
体积自由能变化 弹性应变能变化 表面自由能变化 形变储存能变化, 可以用 △GD=1/2b2 来描述。
△GD 的出现是在热连轧和应变速率较高条件下形成的。
结构用钢, 97.69%
钢铁材料存在的主要问题
1. 比强度低
（日本1994 年价格）
比强度 MPa/比重
比强度价格
钢 铝合金 钛合金
水泥
Al2O3 陶瓷
碳纤维
木材
聚丙烯
52 111
133
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8（抗压 强度）
974
1609
125
39
1 3.9
16.7
0.4
4.0
5.2
0.8
3.8
高强钢铁材料比铝-锂合金、镁合金等比较，比强度差别 更大。
280
表面
240
200
160
120
超细晶粒 中心
0.0
0.2 0.4
0.6 0.8 1.0
相对厚度
⑵ DIFT为高形核率相变
转变动力学——三阶段特征
750C，10s-1
＝0.4
＝0.6
＝1.0
＝1.6
第一阶段：n=4，符合Cahn的“位置饱和机制”，铁素体在原奥氏体 晶界及三叉界的形核
第二阶段：n=1~1.5，不符合Cahn 的“位置饱和机制”，晶内奥氏体 /铁素体前沿畸变区的大量形核
DIFT 理论的实验证明
ε=60%
1150℃-5 ℃ /s825℃-WQ
1150℃-5 ℃ /s 825℃ atε=60% -WQ
形变和相变耦合的直接试验证明
DIFT是一个动态相变过程 相变发生在轧制过程中，而传统的TMCP（控轧控冷） 相变发生在轧后冷却中。
(110)-Fe
DIFT（形变诱导铁素体相变，Deformation Induced Ferrite Transformation）的特性
钢铁用于航空、航天、交通移动等作结 构件竞争力较弱。
钢铁材料存在的主要问题
2. 洁净度低
由于采用火法冶金
1200 1000
S35C,45C,55C,SMn438,443,SCM43 5,440,SCr440,SNC631
SUP7,9A,12
SKD61,11
σw=0.5σ
在疲劳极限时的强度 (108 周 ),σw/MPa
DIFT 的铁素体晶粒长大比没有形变的 → 相变的晶粒长大速 度小的多。
N x103(/mm2) A ferrite grain number, mm -2
DIFT: -形核位置是连续变 化的。
DIFT 可以获得超细 晶铁素体。
40000 30000 20000 10000
0 0
DIFT-09CuPTiRE-Nb TMCP steel
⑴ 受形变参量和过冷度控制
温度作用 （过冷奥氏体的变形）
增大过冷度， 相变驱动力 和新相形核 率加大，生 长率减小， 可获得超细 晶。
形核率
生长率
变形储能作用
形变作用 形变参数的影响
（、、、道间冷
却……）
Gdis. ( 0 )b2
Mb( 0 )1/ 2
0.11C-0.25Si-1.48Mn0.048Nb (mass%)
0
0
20
40
60