超快速热处理工艺及先进装备技术的应用进展

石 祥

（中冶南方（武汉）热工有限公司，湖北 武汉 430223）

随着国家“新基建”战略的高速推进，高品质特殊钢需求快速提升，在汽车及机械领域大量使用的先进高强钢（AHSS），其强度已达到或超过1 500 MPa，正在向着高成型性和超高强度的第三代高强钢（如Q&P钢）发展[1]。新能源汽车、特高压领域所需的高品质硅钢，对铁损、磁感、轻量化等综合指标要求不断提升。为了适应先进钢种的生产需求，热处理工艺及装备技术发展动力强劲。

1 超快速热处理工艺

1.1 超快速热处理工艺的概念

超快速热处理工艺指快速加热、短时保温然后快速冷却的热处理工艺，其加热速率和冷却速率达几百到几千℃/s（见表1），能够使带钢在短至几秒内完成退火过程。超快速热处理的一个重要优势是可以通过高的加热及冷却速率，获得更加理想的材料微观结构和相变动力学，从而使材料机械性能更佳。

表1 退火方式参数对比

1.2 超快速热处理工艺的优势

超快速热处理工艺不仅可以大幅度缩短连续热处理机组长度、降低投资及生产成本，更重要的是为开发具有优异组织性能的新材料提供了途径。

（1）超快速退火工艺可以提高冷轧板强度和延伸率，也为新型高强钢的开发提供技术手段。

东北大学RAL研究发现，以加热速率为300℃/s对超低碳IF钢快速退火，与20℃/s相比较，晶粒尺寸由传统工艺下的（13.0±0.5）μm细化到（10.0±0.5）μm，晶粒细化可达30%。

此外，以80℃/s加热低碳含磷系TRIP钢、460℃过时效温度下，新开发高强钢种抗拉强度达到1 450 MPa，断后伸长率为18.5%，强塑积26 825 MPa·%，达到甚至超过了高碳高合金化的淬火再配分钢（Q&P），其合金成本、成形及焊接性能具有明显的优势[2]。……