超高强铁素体/贝氏体双相钢的控轧控冷

通过实验室热轧机组的控轧控冷试验,研究了控轧控冷参数对超高强铁素体/贝氏体双相钢组织性能的影响。结果表明,采用不同温度终轧,轧后不同方式冷却,抗拉强度几乎都在1 000MPa以上,屈强比在0.54～0.62之间,伸长率在13%～17%之间。铁素体晶粒随终轧温度降低和冷却速度加快而细化;终冷温度降低,贝氏体量增多。经800℃终轧后层流冷却至560℃左右空冷,由于铁素体晶粒细化,组织中大量的粒状贝氏体、无碳化物贝氏体、少量的孪晶马氏体以及残余奥氏体的存在使抗拉强度达1 130MPa,伸长率达16%,强塑积达到18 080MPa.%的最高值。控轧控冷获得以铁素体/贝氏体双相组织为主并含有少量残余奥氏体+马氏体的复相组织,使试验钢具有了优异的力学性能。     

500 MPa级S500QL调质高强钢板在线直接淬火(DQ)工艺研究及应用

开发了低碳（C≤0.12%）Nb-V微合金化S500QL高强度钢板,使用120 t BOF+LF+VD的洁净钢冶炼工艺,采用两阶段控制轧制（第一阶段9501070℃区间轧制,第二阶段开轧≤890 ℃、终轧≤850℃）及轧后以720℃/s的冷速在线直接淬火（DQ）,经620670℃,3min/（mm·T）回火生产了 1550 mm钢板。钢板组织为细化的粒状贝氏体+少量先共析铁素体,屈强比≤0.90、延伸率A≥19%,-50℃下冲击功≥100 J,满足市场需求。对DQ工艺钢板进行焊接裂纹敏感性试验及焊接接头性能检验,结果显示,采用该工艺生产的钢板具有良好的焊接性能。     

超高强铁素体/贝氏体双相钢的控轧控冷实验研究

在实验室Φ450 mm轧机上进行了铁素体/贝氏体双相钢（/%:0.22C,0.47Si,2.50Mn,0.05Al,0.02Nb,0.41 Cu）终轧800～860℃的控轧控冷实验。结果表明,实验钢经控轧控冷后,获得以铁素体/贝氏体双相组织为主并含有少量残余奥氏体+马氏体的复相组织。降低终轧温度、加快冷却速度可使铁素体晶粒细化。800℃终轧后层流冷却到560℃,然后空冷到室温的实验钢组织中残余奥氏体含量为11.4%,对强度和韧性的良好匹配贡献很大,其力学性能为:抗拉强度（R_m）1131MPa ,屈强比(R_p0.2/R_m)0.61,伸长率(A₅₀)16%,强塑积(Rm×A₅₀)18096 MPa·%     

超快冷+层流冷却工艺试制Q500q

研究了Q500q钢动态连续冷却转变规律,提出了采用超快冷+层流冷却工艺试制Q500q,试制工艺为第一阶段即粗轧开轧温度≥1 050℃,粗轧阶段累计压下率≥60%,待温厚度为2.5倍成品厚度;第二阶段即精轧开轧温度830～860℃,终轧温度780～810℃;采用超快冷+层流冷却联动方式进行冷却,终冷温度630～650℃,冷却速率在15℃/s。试验钢的金相显微组织由AF+B构成,晶粒度在13级左右,试验钢的屈服强度为538～560 MPa,抗拉强度为647～668 MPa,延伸率≥21%,-40℃低温冲击韧性≥160 J,Z向断面收缩率≥75%。试验钢板具有非常优异的强韧性配比,采用此工艺生产减少了传统工艺中的热处理的工序,降低了工序生产成本,而且试制的钢板仍然能满足国家相关标准的要求。     

热处理工艺对NM450耐磨钢组织与性能的影响

对控轧控冷工艺生产的16 mm厚度规格NM450耐磨钢板进行930℃+保温20 min淬火、200℃+保温25 min回火处理,并对热轧态、淬火态及回火态的钢板取样进行组织性能分析。结果表明,热轧后钢板组织为铁素体+珠光体以及少量贝氏体,淬火组织为马氏体+残余奥氏体以及少量贝氏体,回火组织为马氏体+残余奥氏体+针状贝氏体。试验钢淬火+回火处理后Rm1 378 MPa,A5021.5%,-20℃夏比冲击功61 J,表面布氏硬度443 HBW,具有良好的综合力学性能。     

深海Nb-Ti微合金化X65MO管线板管强度和韧性研究

对X65MO钢22.2mm和24.0 mm钢板、Φ558.8 mm钢管及焊接接头进行了拉伸、冲击与低温落锤测试和组织性能分析。通过热机械控轧控冷技术,待温坯厚度88 mm,压缩比大于10,二开温度设定为870～880℃,终轧温度设定为820～830℃,采用超快冷进行冷却,入水温度设定为750～760℃,终冷温度460～500℃,获得铁素体、贝氏体的混合组织,铁素体含量50%～60%,满足了制管后的强韧性要求。     

屈服强度460MPa级耐候钢及其焊接性能

通过连续冷却相转变行为的研究,利用试验轧机成功试制了24mm厚,屈服强度460MPa级耐候钢板,并分析了钢板微观组织、力学性能、腐蚀性能以及焊接性能。连续相转变行为和钢板试制结果表明:精轧温度不大于850℃,厚度压下率不小于0.6,冷速为4~15℃/s和终冷温度不大于465℃可得到以针状铁素体(3~10μm)和多边形铁素体(5~15μm)为主的钢板,其屈服强度不小于480MPa,抗拉强度不小于635MPa,伸长率不小于23%,-40℃冲击功不小于209J。对试制钢板进行了热输入量为72kJ/cm的双丝埋弧焊接试验,无焊前预热和焊后热处理,得到了无缺陷焊接接头,焊接热影响区-40℃冲击功不小于100J;粗晶区的高韧性与其晶内铁素体为主以及少量晶界铁素体和上贝氏体的微观组织有关。72h周浸试验结果表明:试制钢种的耐大气腐蚀能力比普碳钢Q345B提高了46%。     

屈服强度450 MPa级新型耐候钢研制

 通过连续冷却相转变行为研究,成功试制了20 mm厚屈服强度450 MPa级耐候钢板,并对钢板的显微组织、力学性能、耐腐蚀性能及焊接性能进行了分析。连续冷却相变行为和钢板试制结果表明：精轧温度约为850 ℃、累计压下率不小于0.6、轧后冷速为15～30 ℃/s、终冷温度不大于579 ℃可以得到以多边形铁素体（晶粒尺寸为3～10 μm）和退化珠光体为主并含有少量马奥岛（M-A组元）的钢板,其屈服强度和抗拉强度分别为458和557 MPa,伸长率不小于 28%,－60 ℃冲击功不小于 287 J,其优异的低温冲击韧性与钢板有效晶粒尺寸较小以及大角度晶界所占比例较高有关。72 h亚硫酸氢钠和氯化钠溶液周期性浸润试验结果显示,试制钢板的耐蚀性能比Q345B分别提高了约49%和40%。对试制钢板进行线能量为30 kJ/cm的埋弧焊焊接试验,得到的焊接接头热影响区熔合线处－40 ℃冲击功为156 J。     

3.5%Ni低温用钢板控制轧制控制冷却的研究

采用1200～1000℃加热、910～720℃终轧、轧后空冷、喷水或直接水淬的工艺,实验研究了控轧控冷工艺对3.5％Ni低温用钢板的组织和力学性能的影响规律。结果表明,用控轧控冷+高温回火取代热轧+正火+高温回火工艺可获得良好的低温冲击性能。     

正火终冷温度对U26Mn2Si2CrNiMo贝氏体奥氏体钢力学性能的影响

通过力学性能测试及OM、SEM、EBSD、XRD显微组织分析，研究了正火终冷温度对U26Mn2Si2CrNiMo贝氏体奥氏体钢力学性能的影响。结果表明，当正火终冷温度为330℃时，其屈服强度达到1 246 MPa,抗拉强度达到1 335 MPa,伸长率为14.4%,室温冲击功为84 J,-40℃低温冲击功为38 J。随着正火终冷温度的降低，其屈服强度有所降低，但是抗拉强度增加，同时其伸长率和冲击功均逐渐降低。随正火终冷温度的降低，残余奥氏体体积分数逐渐降低，大角度晶界比例增加，残余奥氏体的取向稳定性和机械稳定性均降低，当温度降低至300℃时，残余奥氏体消失。同时低的正火终冷温度将增大贝氏体铁素体间的应变梯度，晶界失去了对裂纹扩展的阻碍作用，这些因素的协同作用导致综合力学性能的降低。     

低焊接裂纹敏感性低碳贝氏体高强度钢板Q800CFE的研发

研发的25 mm Q800CFE钢板(/%:0.04~0.08C,0.20~0.50Si,1.50~1.80Mn,≤0.015P,≤0.005S,0.015~0.060Nb,≤0.30Mo,≤0.03Ti,0.0008~0.0030B;裂纹敏感性指数≤0.23)的冶金流程为铁水预处理-120 t转炉-LF-RH-220 mm CC-轧制工艺。成品板终轧≤850℃,水冷至≤400℃,冷却速度20~30℃/s,并进行530~635℃回火处理。测试了Q800CFE钢板的动态连续冷却转变(CCT)曲线,研究了回火温度对组织和力学性能的影响,以及试验了该钢的焊接性能。结果表明,随回火温度增加,板条组织尺寸增大;在530℃回火时,Q800CFE钢板具有较优的力学性能,抗拉强度≥900 MPa、伸长率≥15%,-40℃夏比冲击功≥100 J;25 mm板室温下预热75℃焊接接头即可防止产生冷裂纹。     

轧后冷却工艺对V-N-Cr微合金化Q550E高强钢组织性能的影响

对低碳V-N-Cr微合金化钢进行了控轧控冷实验,终冷后采用了随炉冷、保温毡缓冷、空冷3种冷却制度,并对3种不同冷却制度钢板进行了显微组织、综合力学性能和断口形貌的分析。研究表明,空冷钢板显微组织为细小多边形铁素体及针状铁素体复相组织,铁素体晶粒尺寸5～8μm,针状铁素体由交织的板条组成,宽度1～3μm。在随炉冷及保温毡缓冷时,由于冷却速率缓慢,多边形铁素体及针状铁素体发生了回火,并析出细小弥散的碳化物。3种冷却条件下,屈服强度均≥585 MPa,抗拉强度≥694 MPa,延伸率≥27%,而且1/2试样-60℃冲击功≥36 J,综合力学性能优于Q550F级国标要求。细晶强化、析出强化、组织强化为本钢种的主要强化方式,冲击断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂模式,控轧控冷引起的晶粒细化及针状铁素体的形成有效阻碍解理裂纹的扩展,从而增强低温韧性。     

舵杆用Q345D钢热处理工艺对组织和性能的影响

试验研究了Q345D级钢(%:0.18C、0.41Si、1.34Mn、0.05Nb、0.08V、0.024A1)Φ280 mm锻材淬-回火处理和正火处理后的组织和性能。结果表明,经890℃空冷200 s,水冷+570℃回火后的钢抗拉强度R_m≥630MPa,屈服强度R_e≥455 MPa, -20℃冲击功A_KV 28～40 J;910℃空冷正火后R_m≥575 MPa, Re≥390 MPa, -20℃ A_KV42～59 J,均满足舵杆产品对力学性能的要求;淬-回火工件距表面30 mm的组织为回火索氏体+粒状贝氏体,中心组织为珠光体+少量粒状贝氏体,正火处理后工件表面与心部均为珠光体+铁素体组织。     

含硼低裂纹敏感性钢板的研制

 通过连续冷却相?湫形芯亢腿仍ひ昭芯浚晒⒘?0~40mm厚的600MPa级含硼低裂纹敏感性钢板,并分析了热轧工艺对钢板组织和性能的影响。结果表明,较低二开轧温度(小于等于840℃),中等冷却速度(5~20℃/s)和较低终冷温度(小于等于500℃)可得到针状铁素体和贝氏体类组织,确保钢板高强韧性匹配［Rm≥620MPa;AKV(-40℃)≥100J］;同时钢板焊接性能较好,在热输入15~50kJ/cm之间,不用预热和焊后热处理,可得到满足母材性能要求的焊接接头。     

Effect of Hot Rolling Practice on Microstructure and Mechanical Properties of Fire-Resistant Steel

Trials to develop a C-Mn-Mo-Nb type fire-resistant steel have been carried out by adopting recrystallization rolling (RCR) + air cooling (AC),two-stage rolling (TSR) + AC and RCR + water cooling (WC).Both RCR and TSR followed by AC resulted in polygonal ferrite (F) + pearlite (P) microstructure,while F + bainite (B) microstructure was formed by RCR + WC.The plates with F+P microstructure show tensile strengths ≥490MPa,while those with F+B exhibit tensile strengths ≥590MPa.All the plates show favorable low yield ratios ≤ 0.75,good charpy v-notch impact property >101J at 0℃ and satisfactory high temperature strength (≥2/3 of room temperature yield strength retained at 600℃).     

经TMCP处理的ABS-EQ47海工厚板钢的组织性能

 以工业生产的ABS-EQ47钢为对象,研究了奥氏体连续冷却相变行为,在中试工厂使用热机轧制（thermo-mechanical control process, TMCP）工艺成功开发出35mm和40mm 厚钢板,考察了钢板经单道次模拟焊接热循环后的组织性能。结果表明,所开发钢板的组织为针状铁素体+细粒状贝氏体,屈服强度(Rp0.2)高于500MPa,抗拉强度(Rm)高于630MPa,伸长率(A)大于20%,在-60℃下横向Charpy冲击吸收能量(KV2)大于200J。TMCP型钢板的屈强比低于同成分调质（QT）钢板的屈强比,但其Rm高于QT型钢板。模拟焊接热输入为30kJ/cm时,粗晶区HAZ试样的KV2不低于40J。     

直接淬火800 MPa低合金高强度钢板的开发

开发的20 mm低成本铌钛硼微合金化低碳钢板(/%:0.06C、0.40Si、1.60Mn、0.010P、0.005S、0.050Nb、0.012Ti、0.002B)的生产流程为130 t顶底复吹转炉-LF-RH-250 mm板坯连铸-4300轧机轧制-直接淬火-回火工艺。通过终轧≥900℃,以≥20℃/s冷却速度直接淬火,500℃回火,20 mm钢板抗拉强度R_m为855 MPa,屈服强度R_p 0.2771 MPa,延长率A 16%,0℃冲击功A_kv2 217～238J, -40℃ A_kv2 137～181J。该钢的回火组织为细小的贝氏体板条,宽度为0.5～1.0μm,并有较多弥散分布的30～90 nm Nb+Ti碳氮化物析出。     

热轧工艺对390 MPa级高铁转向架用钢组织性能影响

高铁转向架的服役要求其屈服强度不低于390 MPa，抗拉强度不低于510 MPa，-40 ℃低温冲击功不低于34 J，满足30年服役寿命。研究设计了一种具有高韧性、耐腐蚀和易焊接的试验钢化学成分，通过控制轧制和控制冷却方法，调整其组织和力学性能。经过拉伸试验、冲击试验、扫描电镜对试验钢的力学性能和显微组织进行了检测与分析。结果表明，390 MPa高铁转向架用耐候钢的成分设计合理，各项力学性能符合要求，其中当终轧温度为850 ℃、以7 ℃/s的冷速冷却至550 ℃时综合性能最好，屈服强度为487 MPa，抗拉强度为596 MPa，-40 ℃低温冲击功为216 J。     

一种低成本铝硅耐候钢的研制

 通过模拟研究连续冷却相转变行为和抗大气腐蚀机制,开发了不含贵重合金元素的低成本的铝硅耐候钢,其抗大气腐蚀能力比SPA-H和SM490-A分别提高了15%和72%,这得益于锈层内部富集的Al形成的FeAl2O4。大压下量轧制搭配空冷可得到细晶粒多边形铁素体组织,确保了钢板高强高韧性匹配:Re≥400MPa;Rm≥500MPa; -40℃ KV≥100J。