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无缺陷的连铸坯生产技术和控轧控冷手段，来达到尽可能的少加或者不加诸如Cr、N、M 之类的贵重合金元素条件下，使钢在热轧的状态下便可获得高强韧性、高可焊性以及良好的成型性能。铌（Nb）、钒(V)、钛（T） 是常见的微合金元素，有时也向钢中加入钼(Mo)、硼(B)及稀土(RE)等作为微合金元素，我国铌储量比较缺乏，但钒、钛和稀土储量极为丰富。
沉淀强化作用和品粒细化是钢筋中微合金化元素的两大主要作用。钢中的微合金化元素能够形成细小而弥散的碳化物、氮化物以及碳氮化物从而抑制了奥氏体晶粒的长大:在相变之后，细小的铁素体能够提高钢筋的强韧性，由此可见氮元素对钢筋微合金化过程中碳氮化物的析出行为有着重要的作用。
C在传统的钢铁制备中是决定钢材力学性能的主要元素，螺纹钢筋规定的含碳量 W(C)<0.25%，HRB400 的螺纹钢筋碳当量ceq≤0.54。HRB500的螺纹钢筋碳当量ceq≤0.5%，C 元素的添加通常被视为是主要的强化措施，碳含量每增加0.1%，屈服强度和抗拉强度可分别提高 28N/mm2和 70Nmm。碳的存在对奥氏体具有稳定作用，同时对贝氏体的转变具有延缓作用，另一方面能够降低上贝氏体的下限温度。含碳量很大程度的决定着残留奥氏体的的稳定性。液态凝固时的膨胀会被碳所形成的球状石墨大大增加，于是降低了凝固收缩导致的缩松倾向、缩孔和残余应力，提高了了材料的内在质量4。钢材在轧制过程中发生相变形成了铁素体(F)、渗碳体(Fe3O)和奥氏体(A)，其他的对钢材起到强化作用的组织，如魏氏体(W)、马氏体(M)、贝氏体(B)等合金相则是在不同的冷却条件下形成的。碳含量的增加能够渗碳体的含量，但由于渗碳体硬而脆，在提高钢材的强度和硬度的同时使得韧性与塑性下降。因此，在对钢的化学成分进行设计时，必须对各元素对钢的作用进行综合的考虑，满足钢筋刚度要求的同时，必须要保证其良好的塑性。要严格控制钢中C的含量，不能为追求强度而大幅度提高C 含量，避免出现过高的碳当量。
锰元素

近些年，研究人员对神经网络方面的应用研究不断地深入，由于神经网络在处理非线性问题所具有的独特优势使其开始进入轧制过程的自动化领域。日本和德国对专家系统、神经网络和模糊控制等方面的研究进行的比较深入，并通过实际应用的验证，取得了较好效果。

国内外在塑性加工领域里，人工神经网络的应用研究都处于起步阶段，诸如轧制力、变形抗力和晶粒尺寸以及板形的控制之类的问题都可以利用人工神经网络来实现，目前已取得令人满意的效果8- Lakiola通过将物理模型与神经网络相结合，实现了冷轧带钢生产过程中的工艺参数优化，以及对轧后带钢性能的预报，从而对尺寸精度和轧制效率有很大的提高。
西门子公司自主开发了名为“西门子微观组织监测系统”的商业软件，该软件用于预测热轧带钢的组织与性能，通过该系统的物理冶金模型可以预测热轧带钢的组织温度过程，终通过神经网络方法计算力学性能，具有这种神经网络功能的控制系统已被成功的用于西门子公司的在线控制系统。
国内研究情况
目前，性能预报在国内也越来越备受关注，在937项目的强力支持下，中科院金属所将工艺与物理冶金模型相结合，开发了用于组织与性能预报的模拟软件，该软件被命名为“ROLLAN”，该软件已被使用于鞍钢1780上，经过实际验证可知该软件的离线预报误差可以实现免检的要求。为进一步提高轧钢的控制水平以及优化工艺参数发挥了极大的不可替代的作用。

脆性断裂特点:(1)高强度和低强度钢都有可能会出现脆性断裂，发生脆性断裂时材料的工作应力一般低于其屈服点或者设计时的许用应力时，通常认为材料处于该条件下工作是的，但却出现脆性断裂的现象，因此脆性断裂也被称作“低应力脆性断裂”；(2)中强度和低强度钢在较低温度下也可能会出现脆断，因此有时也将脆性断裂称作“低温脆断”，随着温度的降低，面心立方金属较体心立方金属塑性下降的更快些；(3)金属构件发生脆性断裂的裂纹源是由金属内部存在裂纹所引起的，内部裂纹是导致构件失效的重要因素，脆性断裂通常无明显预兆、难查觉、宏观变形量小发生突然；(4)金属材料的脆性断裂事故往往发生在体心立方及密排立方中，而面心立方金属一般很少会出现脆断(5)解理是一种低能断裂，在正应力的作用下通常会破坏原子间的键合，脆性断裂一般会沿着较低指数的晶面穿晶解理，由于密排面之间有很大的间隙，并且其键合力结合弱，因此解理面一般会出现在原子密排面。
Stroh认为:位错沿着滑移面移动当遇到晶界或第二相颗粒这样的阻碍物时发生塞积便会引起应力集中，裂纹的出现符合 Cottrell认为微裂纹往往出现在位错易聚集的滑移面交汇处[27]。
脆性断裂必定存在微裂纹核，但其决定性因素是裂纹的扩展速度，当成核后的裂纹以高速扩展时才会出现脆断，因此脆性断裂的发生除了要满足 Griffith一Qrowan能量方程外，还需要使裂纹具有一定的速度扩展。
在断裂前有显著的塑性变形产生时被称作韧性断裂，韧性断裂金属材料的几何尺寸也会出现明显的变化。将同一材料断裂后的两部分金属断面进行对接时，断口因几何尺寸有所变化而不能很紧密地相吻合，断面通常为纤维状分布且呈暗灰色。对断口进行微观上观察，会发现断口存在明显的范性流变特征。