晶粒細(xì)化是同時(shí)提高鋼的強(qiáng)度和韌性的有效途徑，目前細(xì)化晶粒的方法主要有形變處理和化學(xué)添加２大類,，形變處理方法在鋼鐵生產(chǎn)領(lǐng)域主要采用控制軋制與控制冷卻技術(shù)細(xì)化晶粒,；化學(xué)添加法是通過向鋼中添加超細(xì)顆粒實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化。
在低碳合金鋼中加入粒徑為0.5um的ZrC粒子,，促進(jìn)了再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒,；
在Q235鋼中添加粒徑尺寸為40~~50nm的ZrO2納米粒子細(xì)化了晶粒；
在鋼中添加TiN,、TiO和TiO等粒子,，有夾雜物。
化學(xué)添加法在鋼鐵生產(chǎn)中應(yīng)用不多,，大多處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,。
目前安陽鋼鐵集團(tuán)有限公司生產(chǎn)同規(guī)格的Q345B、Q355NC卷板鋼時(shí),，與Q345B鋼相比Q355NC卷板鋼在煉鋼過程中需要添加V,、Nb、Ti等微合金元素,，且需要經(jīng)過LF精煉,，軋鋼過程中需要采取控軋等工藝措施，在同規(guī)格產(chǎn)品鋼種更替時(shí)對生產(chǎn)效率有較大的影響,。
為優(yōu)化Q355NC卷板鋼生產(chǎn)工藝,，提高生產(chǎn)效率，根據(jù)添加納米顆粒細(xì)化晶粒和非金屬夾雜物的相關(guān)研究,，在不改變Q345B鋼原有效促進(jìn)了針狀鐵素體形成,，細(xì)化了晶粒；
在鋼中添加粒徑為120nm的AlO納米粉,，煉鋼和軋鋼工藝的前提下,，采用外部加入法在Q345B鋼包中添加納米TiN顆粒進(jìn)行了Q355NC卷板提高了鋼的強(qiáng)度和常溫沖擊韌性，細(xì)化了非金屬鋼的生產(chǎn)工藝試驗(yàn),，研究了不同納米TiN添加量：鋼包添加納米TiN顆粒優(yōu)化Q355NC卷板鋼生產(chǎn)工藝的試驗(yàn)對Q345鋼力學(xué)性能和組織的影響,。
試驗(yàn)材料及設(shè)計(jì)：
TiN為金屬鍵化合物，具有典型的NaCl型結(jié)構(gòu),，屬面心立方點(diǎn)陣,，熔點(diǎn)為2950℃，具有高強(qiáng)度,、高硬度,、良好的導(dǎo)熱性以及化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性等特點(diǎn)，可作為**相粒子加入鋼中,，可以起到一定程度的異質(zhì)核心和釘扎作用,。
TiN納米粉體具有比表面積大,、易團(tuán)聚等特點(diǎn)，在煉鋼生產(chǎn)中采用噴粉的方法加入鋼水內(nèi)部比較困難,，需要將納米TiN顆粒與其他輔料混合進(jìn)行預(yù)分散。
試驗(yàn)采用某廠家生產(chǎn)的納米TiN顆粒預(yù)制塊(直徑10mm),，試驗(yàn)用納米TiN粒徑為30~~60nm,。 本次試驗(yàn)鋼種為Q345B，計(jì)劃在不添加其他合金,，不改變Q345B鋼軋鋼工藝的基礎(chǔ)上,，通過添加納米TiN顆粒細(xì)化晶粒，達(dá)到提高其力學(xué)性能及沖擊韌性的目的,。為研究鋼中納米TiN含量對試驗(yàn)鋼性能的影響,，將試驗(yàn)爐次的納米TiN顆粒加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別定為0.05%%、0.10%和0.15%,。
生產(chǎn)過程:
1.1工藝路線:
針對安陽鋼鐵裝備及工藝現(xiàn)狀,，制定了試驗(yàn)工藝流程：鐵水預(yù)處理→混鐵爐→轉(zhuǎn)爐冶煉→吹氬→連鑄→加熱→粗軋→切頭→**軋制→冷卻→矯直→定尺鋸切。
1.2過程控制：
煉鋼生產(chǎn)過程中需控制鋼中S,、P含量,，入爐鐵水經(jīng)預(yù)處理后，鐵水硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.020%以下,，預(yù)處理后鐵水扒凈表面渣,，兌入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉；轉(zhuǎn)爐采用單渣工藝冶煉,，終渣堿度控制在R=2.8~~3.2,，終點(diǎn)控制采用一次拉碳法，提高終點(diǎn)命中率,，降低鋼中[O]含量,；轉(zhuǎn)爐出鋼添加復(fù)合脫氧劑、硅錳合金進(jìn)行脫氧合金化,，試驗(yàn)爐次在出鋼前將納米TiN顆粒預(yù)制塊添加到鋼包底部,，利用鋼水沖擊促進(jìn)納米TiN顆粒在鋼中彌散；鋼包全程底吹氬氣攪拌,，底吹時(shí)間不小于10min,，進(jìn)一步促進(jìn)納米TiN顆粒在鋼中彌散以及夾雜物上浮,；連鑄過程采用全保護(hù)澆鑄,，控制鋼水過熱度；軋鋼采用Q345B鋼原有軋鋼工藝,。
本次試驗(yàn)共生產(chǎn)20爐,，結(jié)果表明,，本次試制全部爐次化學(xué)成分控制合理，鋼中有害元素P,、S等含量較低,，同時(shí)各種主要元素進(jìn)行了精確控制，減少了成分波動對性能的影響,。

高強(qiáng)度卷板 Q355NC 5.5 1500 C 20 噸 安陽 安鋼
高強(qiáng)度卷板 Q355NC 5.75 1250 C 20 噸 安陽 安鋼
高強(qiáng)度卷板 Q355NC 5.75 1500 C 20 噸 安陽 安鋼
高強(qiáng)度卷板 Q355NC 7.75 1500 C 20 噸 安陽 安鋼
高強(qiáng)度卷板 Q355NC 9.75 1500 C 20 噸 安陽 安鋼
高強(qiáng)度卷板 Q355NC 4.75 1500 C 20 噸 安陽 安鋼
高強(qiáng)度卷板 Q355NC 4.75 1250 C 20 噸 安陽 安鋼
高強(qiáng)度卷板 Q355NC 4.5 1500 C 20 噸 安陽 安鋼
高強(qiáng)度卷板 Q355NC 4.5 1250 C 20 噸 安陽 安鋼
高強(qiáng)度卷板 Q355NC 3.75 1250 C 20 噸 安陽 安鋼
高強(qiáng)度卷板 Q355NC 3.75 1500 C 20 噸 安陽 安鋼