冷軋高強超深沖鋼板的特點是采用超低碳成分設計，通過鈮和鈦固定碳和氮等間隙原子形成無間隙原子鋼（IF鋼），通過添加磷、錳、銅和硅等固溶強化元素進行強化，在保持帶鋼良好深沖或超深沖性能的同時，可使鋼板的抗拉強度提高到440MPa級或更高級別，可用于汽車外板成形件或較復雜的內(nèi)板成形件的生產(chǎn)。其中，磷作為常用的強化元素，在高強IF鋼的生產(chǎn)中起著重要的作用。磷有助于提高鋼的強度，但是由于磷的中心偏聚特性，磷含量的增加會惡化鋼的機械性能，導致連鑄坯內(nèi)部中心裂紋、中心縮孔及板卷分層等情況。如何既能保持磷的有益作用又能消除磷中心偏析帶來的負面影響，對于生產(chǎn)新一代高強鋼鐵材料具有重要意義。
　　
       通過試驗分析發(fā)現(xiàn)，熱軋過程中的軋裂原因與連鑄過程中磷的中心偏析造成的中心裂紋和中心縮孔密切相關。早期采用低過熱度增加等軸晶抑制凝固末期富含雜質鋼水向中心流動來減輕中心偏析，后來日本鋼管公司（NKK）為了生產(chǎn)抗HIC（氫誘發(fā)裂紋）管線鋼開發(fā)了靜態(tài)輕壓下技術，并利用其減小中心偏析。根據(jù)朱苗勇等人的研究，輕壓下技術是通過在凝固末端適時施加一定的壓下量來補償凝固后期鋼水的凝固收縮，減少濃化鋼水的橫向流動，同時抑制富集溶質在中心聚集，減小中心偏析。輕壓下技術自發(fā)明以來，已被廣泛應用，并取得一定效果。目前，國內(nèi)普遍采用的方法是既采用低過熱度增加等軸晶比率，又采用輕壓下技術減小中心偏析，但根據(jù)Tsuchida等人對NKK在輕壓下條件下，凝固組織對中心偏析的影響研究表明，適當提高過熱度，發(fā)展柱狀晶更有利于板坯中心偏析的改善。為此，技術人員結合實際生產(chǎn)情況，提出了連鑄工藝優(yōu)化措施，有效減輕了含磷高強IF鋼的中心偏析狀況，防止了熱軋過程中軋裂情況的發(fā)生。
　　

機理研究
       250P1為典型的含磷超低碳高強IF鋼，其典型成分含量（%）為C≤0.005；Si：0.40—0.80；Mn：0.20—0.60；P：0.08—0.10；S≤0.02；N≤0.004；B適量；其他：0.04—0.07，屬于高磷類鋼種。
 
      軋裂情況：250P1鋼熱軋軋裂位置分別距帶鋼頭部38、118m處，主要位于帶鋼中部。由軋裂的大孔洞形貌推測，裂口起始于帶鋼寬度的中部，其原因是軋制過程中軋制力及剪切力造成裂口拉伸而形成明顯的宏觀大孔洞形貌。250P1鋼在冷軋生產(chǎn)過程中斷帶的斷口表面平滑，斷口前后未見明顯表面缺陷。而對斷口微觀形貌進行觀察，可見典型韌窩狀韌性斷裂形貌，同時斷口呈現(xiàn)分層狀，中心韌窩較大，近表面處韌窩縮小，裂紋呈現(xiàn)以中心斷口為主的發(fā)散擴展型斷裂形貌，中心處斷口深度較深，由此推測此斷帶的分層形貌與中心偏析情況密切相關。
　　
      原因分析：在掃描電鏡下觀察250P1鋼熱軋軋裂缺陷形貌，斷口中部可見明顯裂紋。對250P1鋼熱軋軋裂裂紋及其末端進一步觀察發(fā)現(xiàn)，裂紋附近存在明顯的氧化質點，裂紋末端存在沿晶內(nèi)裂紋，裂紋附近呈現(xiàn)完整的多邊形鐵素體形貌。裂紋附近30um內(nèi)的氧化質點特點與連鑄坯的原始缺陷密切相關，連鑄坯在加熱爐內(nèi)長時間加熱造成了裂紋附近的元素被氧化，形成較厚的氧化質點層，此缺陷最終遺傳至最后的熱卷中。分析發(fā)現(xiàn)在厚度中心及1/4處均存在明顯的裂紋及氧化帶，裂紋附近同樣存在氧化質點。此斷裂卷整卷均存在不同程度的內(nèi)裂紋情況，裂紋主要存在于板卷中部附近，呈現(xiàn)連續(xù)貫通的形貌，軋裂風險較高。
　　
      中心偏析情況分析。綜上所述，熱軋軋裂現(xiàn)象與連鑄坯的遺傳缺陷關系較密切，主要可能來自連鑄坯內(nèi)的原始內(nèi)裂紋，而此內(nèi)裂紋的產(chǎn)生與鋼種磷含量較高造成明顯的中心偏析存在對應的關系。故取同爐次未軋裂熱軋卷進行拉伸試驗，在拉伸斷口的斷裂面可見明顯的分層形貌，而對熱軋卷組織進行浸蝕可見，板卷的中部存在明顯的細晶組織異常帶及小縮孔形貌，采用電子探針進行分析，發(fā)現(xiàn)異常帶中存在明顯的磷富集情況。