作為汽車用鋼的冷軋深沖鋼板屬于高附加值產品。本鋼冷軋廠在軋制深沖鋼板過程中發生斷帶，影響了生產的連續性和生產節奏，并且造成了深沖鋼板質量降級。通過對鋼板斷帶斷口進行宏觀、微觀分析，以及斷口部位和鋼板的夾雜物分析，得出數量較多的且分布比較集中的TiN夾雜物是造成斷帶發生的原因所在。分析指出：TiN主要在煉鋼階段形成，合理添加Ti和較快的冷卻速度可以得到細小的TiN顆粒，有效阻止奧氏體晶粒的長大，細化晶粒，從而充分發揮TiN的積極作用，改善材料的焊接性能和冷成形性能。

汽車行業的快速發展帶動了鋼鐵企業汽車用鋼的研發和生產，作為汽車用的冷軋深沖板屬于高附加值產品，更加促進了鋼鐵企業的蓬勃發展。但是深沖鋼板在冷軋廠的生產過程中極易發生斷帶，嚴重影響生產的節奏和連續性，同時深沖鋼板因質量問題而被降級處理也會影響企業的生產效益。為了解決這一問題，本鋼對冷軋深沖鋼斷口的宏觀狀態、微觀形貌、非金屬夾雜物及斷口部位的夾雜物分布進行分析，找到了斷帶的原因。

實驗與分析

斷帶鋼板的化學成分

采用美國力可公司CS600碳硫測試儀、GDS850A輝光測試儀、ThermoFisher公司iCAP Q光譜儀測試對斷裂試樣的化學成分進行分析，發現C、Si、Mn、P、S、Als等元素均在合理范圍，Ti元素較高，接近于成分設計的上限。

斷口宏觀分析

斷帶樣品斷口呈不規則的波浪狀，斷口起伏較大，斷裂部位的塑性變形明顯，屬于韌性斷裂。

斷口微觀分析

將在斷帶上截取的斷口在酒精溶液中超聲清洗，去除表面乳化液、油污及灰塵。利用掃描電鏡及能譜儀對斷口形貌、夾雜物分布及微區成分進行觀察和分析(圖2)。從圖中可以看出斷口存在大量微孔，微孔大小不一，主要表現為等軸狀和被拉長的橢圓狀，且被拉長的橢圓狀的微孔存在點狀及塊狀非金屬夾雜物，屬于明顯的韌窩斷口特征[1]。能譜分析顯示斷口存在非金屬夾雜物，主要為TiN夾雜物。

斷口金相分析

將垂直于斷帶斷口的方向的截面經過多道砂紙研磨后拋光，在光學顯微鏡下可見金相磨面上分布較多的非金屬夾雜物，在斷裂的擴展方向上存在著方形或者是規則的多邊形塊狀非金屬夾雜物，且能譜的微區成分分析為TiN夾雜物(圖3)。之后用體積分數4%硝酸酒精腐蝕后，夾雜物分布在鐵素體晶界上(圖4)。

結果與討論

由于鈦鐵的經濟性和Ti具有細晶強化和析出強化的作用而被廣泛應用。Ti不僅可與N、C結合形成穩定的氮化物、碳化物，阻止奧氏體晶粒的長大，改善材料的焊接性能，而且可使鋼中的硫化物變質，改善材料的冷成形性能。在冷軋過程中，鋼板中的Ti首先與N結合形成TiN，TiN顆粒的大小與析出的過程有關，粗大的TiN顆粒(>0.5μm)是液態或者鋼液凝固過程中的析出相，高溫時在鑄坯中形成。經過軋制后保留在鋼中，但因其顆粒尺寸較大起不到沉淀強化的作用[2]。而鋼液凝固后析出的細小的TiN顆粒比較穩定，能夠有效的阻止奧氏體晶粒長大，從而細化晶粒。所以當鋼中的TiN顆粒尺寸較大或者呈聚集狀態分布時成為鋼中的有害相。

TiN的尺寸大小與鋼水中的Ti、N含量及冷卻速度有關。鋼水中的Ti、N含量越低，液態析出的TiN越細小，同時冷卻速度越大液態析出的TiN就會越小，所以合理控制Ti含量和較快的冷卻速度有利于TiN顆粒的細化，從而充分發揮TiN的積極作用。

文章來源——金屬世界