什么是IF钢

无间隙原子钢（interstitial-free steel）,是一种借助于高新的冶炼技术和加工工艺而生产出来的８０年代的新型深冲薄板钢。由于在铁素体中几乎没有固溶的自由碳、氮之类的间隙原子存在，因而具有极为优良的冲压成型性能，故称为IＦ超深冲薄板钢。

IF钢是在超低碳钢中加入适量的钛或铌，使钢中的碳、氮间隙原子完全被固定成碳、氮化物，钢中没有间隙原子存在而称之。

IF钢具有高的塑性应变比（F值高）和应变硬化指数（n值高），故其成形性好，无时效，无屈服平台，是近期新开发的具有极优深冲性能的批三代冲压用钢，特别适用于形状复杂，表面质量要求特别严格的冲压件。

一、 国内外生产及使用情况

IF钢的发展与冶金装备和工艺的进步密不可分，其发展经历了几个时期。COMSTOCK等人在1949年提出了IF钢的概念，但当时低碳钢中一般含0.05％C、0.003％N，那么按Ti〉4（C+N）计算，固定C、N所需的Ti量约为0.25-0.35％，由于Ti价格较贵，当时工业生产是不现实的。60年代后期，真空脱气技术应用于冶金工业，钢中的碳含量降至0.01％以下，使生产商品IF钢成为可能，但当时采用的是罩式退火工艺，IF与铝镇静钢相比，虽然性能好，但成本仍然很高，所以仅用于少量特殊难冲压件（即无法用铝镇静钢生产的零件）。70年代，世界上出现了连续退火机组，用铝镇静钢在连续退火线上是无法生产出与罩式退火相媲美的深冲板，需要开发与连续退火相适应的钢种（即IF钢）。此外，IF钢使得在连续热镀锌线上生产出具有良好成型性的镀锌板成为可能，所以IF钢的产量明显增加。自80年代以来，冶金生产技术进一步得到发展，采用底吹转炉和改进的RH真空处理可以经济地生产出C≤20ppm的超低碳钢，连铸保护浇铸可以有效控制增碳、增氮，防止二次氧化。此外，汽车工业对深冲性的要求也越来越高，IF钢得到迅猛发展。IF钢应用

范围从最初仅限于难冲压件几乎扩展到汽车上所有深冲件。IF钢的品种也已系列化，可以满足汽车用钢所提出的各种性能要求：如深冲性、高强度、耐蚀性、BH性，超低碳钢的生产已成为一个国家汽车用钢板生产水平的标志,超低碳钢已成为继沸腾钢的铝镇静钢之后的新一代(第三代)冲压用钢,它代表了当今冲压用钢板发展的最高水平,是今后冲压用钢的发展方向。据文献报道[1]，全世界IF钢的年产量已达1500万吨，生产厂家主要分布在日本（约800万吨），北美和欧洲。

宝钢1990年开始研制IF钢，今年预计产量20万吨，武钢6～7万吨。攀钢IF钢达到宝钢大规模生产的水平，在嘉陵投料表明：JD90、150T摩托车油箱体，最好材料之一

二、 性能

σs≤180（190）Mpa、σb=270～330Mpa（260BIF2、250BIF3）、δ80≥38（41、42％）、n≥0.220、r≥1.80

σs：化学成分、退火工艺、平整延伸率（曲线）

n值

n值即加工硬化指数,代表材料抵抗继续形变的能力。

真实流变应力σ与真实均匀应变ξ间的关系有Ludwick-Hollomen公式:

σ=kξn

式中:k是加工硬化系数,n为加工硬化指数,n值大小即表示材料发生颈缩前依靠硬化使

材料均匀变形的能力。

r值

r值即塑性应变比〔Plastic Strain Ratio〕,代表在任何指定的应变值下(一般为15%)板材宽度方向和厚度方向真应变之比值,它是于1950年由Landford提出的。

r=εw/εt=ln(w/w0)/ln(t/t0)=ln(w/w0)/ln(w0l0/wl)

式中w0,t0,l0和w,t,l分别为拉伸试验前后试样的宽度,厚度和长度,εw为宽度的真实应变,εt为厚度的真实应变,r值为塑性应变比。钢板的r值随取样方向而变,因此一般都在平行于轧制方向(L)和垂直于轧制方向(T),以及450(D)的三个方向取样,测定各自的r值,即rL,rT和rD,然后按下式求出平均值rA。

rA=(rL+2rD+rT)/4

又有 Δr=(rL-2rD+rT)/2

Δr称为平面各向异性系数,它表示r值在板面上随方向的变化。Δr值的大小决定了圆筒形拉延件上边缘凸耳的形成程度。Δr>0,拉延件凸耳出现在00和900方向, Δr<0,拉延件凸耳出现在450方向。

r值是金属薄板冲压成形中的极重要参数,r值的大小反映了薄板成形时厚度方向变形的难易程度。r值越大，材料越不易在厚度方向发展变形，即越不易变薄或增厚。