中厚板低合金钢钛强化技术研究与实践

通过研究钛对钢性能的影响,对低合金Q345B钢钛微合金的化学成分进行设计及制定了针对性的生产工艺,进行冶炼和热轧试验。结果表明,钛合金化Q345B钢的金相组织主要以铁素体+珠光体组成,屈服强度稳定在350～423MPa,抗拉强度为496～557MPa,断后伸长率为24.5％～29.5％。钢板的综合性能稳定,合格率达到100%,较原工艺钢板性能有显著提高。降低Q345B低合金钢板的生产成本约17.57元/t（钢）。     

低合金结构钢Q345B 420 mm特厚板的研发

阐述了南阳汉冶特钢通过合理的成分设计、模铸浇注、钢锭加热、3800轧机轧制及热处理,成功地在转炉-LF+VD精炼-模铸浇注-加热-轧制-正火热处理生产线开发出了420 mm特厚保性能、保探伤低合金结构钢Q345B钢板。热处理后钢板性能检测,屈服强度在305～350 MPa,抗拉强度在500～555 MPa,伸长率在23%～28%,20℃纵向冲击功在109～287J,性能指标均达到了250 mm厚Q345B标准要求。     

国内某钢厂建筑结构板Q345GJC的生产浅析

利用TMCP工艺生产出建筑用结构钢板Q345GJC钢板,得到的试验钢的屈服强度控制为385～430MPa,抗拉强度控制为545～585MPa,伸长率控制为26%-30%,0℃冲击功为253～295J。均满足GB/T19879-2015的要求。     

低成本低锰钛微合金化结构钢的开发

本文通过降低Q345B钢的锰元素(w(Mn)=0.75%～0.9%)的含量、采用钛微合金化(w(Ti)=0.4%～0.5%)技术以及优化加热、轧制、水冷等措施,降低钢的合金成本。钢板具有多边形铁素体+珠光体混合组织,屈服强度380～430MPa,抗拉强度510～560MPa,延伸率富余量基本在5%以上,各项性能指标满足标准要求。该工艺有效降低生产成本,提高市场竞争力。     

热处理工艺对风电锻件用Q345E钢组织及性能的影响

采用拉伸、冲击与微观组织分析等试验研究了风电锻件用Q345E钢经不同热处理工艺下的组织与性能,试验结果表明:890℃淬火时,随着回火温度的升高,Q345E钢的强度逐渐下降,塑性和韧性逐渐增加;550℃回火时,当淬火温度890℃时,Q345E钢综合力学性能最好;Q345E钢的最佳热处理工艺为890℃淬火+550℃回火。在后续生产实验中,经过890℃淬火+550℃回火后,Q345E钢的力学性能均满足要求,屈服强度大于395MPa、抗拉强度大于530MPa,-40℃冲击功大于185J。     

含钒高强度耐候钢板Q450NQR1开发

通过合理设计化学成分,借助控轧控冷工艺,成功开发出了含钒高强度耐候钢板Q450NQR1,实验室检测结果表明:钢板的组织为铁素体+少量珠光体,平均晶粒度为12级;力学性能符合试验要求,屈服强度平均值493.57MPa,抗拉强度平均值599.00 MPa,屈强比平均值0.823 9,断后延伸率平均值30.21%,在-80℃和-40℃条件下,3/4尺寸的V型缺口冲击试样的吸收能分别达到51.6 J和92~97 J;与Q345B相比,72 h周期浸润试验后相对Q345B的腐蚀率为44.47%,144h周期浸润试验后的相对Q345B的腐蚀率达34.06%,满足供货要求。     

天铁Ti微合金化Q345B的生产实践

为了减少C-Mn钢Q345B中Mn合金消耗,采用Ti微合金化的成分设计思路,通过细晶强化和析出强化保证Q345B钢的强度.该钢种在天铁1 750 mm半连续热连轧机组实现了工业化生产.热轧加热温度1 200℃,终轧温度在840～880℃,卷取温度在550～620℃.通过采用合理的控轧控冷工艺,使钢板获得了良好的金相组织和力学性能,显著降低了生产成本.     

Q345E钢板低温冲击性能影响因素分析

利用金相显微镜、扫描电镜等手段,针对造成Q345E钢板低温冲击性能较低的原因进行了分析。结果表明,钢中夹杂物、带状组织、贝氏体硬相组织以及晶粒度大小等是影响Q345E钢板低温冲击性能的主要因素。在实际生产中,通过控制钢中夹杂物数量和形态、减轻成分偏析、提高粗轧道次压下率、降低终轧温度、采用层流冷却技术加大钢板冷却强度等措施明显改善了Q345E钢板低温冲击性能,冲击性能平均值由74J提高到了147J,产品合格率大幅提高。     

Nb对Q345系列钢板强韧性的影响

通过加入微合金元素Nb，发挥其在高温变形时推迟奥氏体的再结晶时间，提高奥氏体再结晶温度的作用，轧制工艺上采用控制轧制和控制冷却能有效提高Q345系列钢板的强韧性。采用再结晶控制轧制及非再结晶控制轧制等方法来控制钢板晶粒尺寸，细化晶粒，发挥细晶强化以及析出强化的作用，可以降低钢板的韧脆转变温度。试验结果显示，在钢中加入微合金元素Nb后，通过控制轧制控冷工艺，提高了Q345系列中厚钢板的强度，特别是50％FTT达到-73℃，与Q345B钢板相比降低了48℃。     

热轧窄带钢Q345B微合金化生产实践

莱钢620 mm热轧生产线对热轧窄带钢Q345B进行了降Mn加Nb微合金化生产实践,通过工业生产实践表明:采用微合金化的Q345B热轧窄带钢显微组织得到明显改善,较为均匀,力学性能得到提高,更加稳定。其中Q345B-Nb和Q345BNbV钢屈服强度分别提高23 MPa和27 MPa,抗拉强度分别提高17 MPa和9 MPa,伸长率基本保持一致,生产成本显著降低。     

提高Q345B钢板屈服强度的TMCP工艺实践

利用临钢中板厂新建的控冷设备,结合目前存在的Q345B钢板屈服强度不合格率较高的现象,进行了Q345B钢板的TMCP工艺试验.通过本次试验,给出了在现有生产条件下生产Q345B钢板的精轧开轧温度、待温厚度、碳当量的范围,提高了Q345B钢板的合格率.     

探伤交货的Q345B钢冶炼工艺的改进

武钢集团鄂钢公司炼钢厂生产的Q345B钢交货前进行探伤检测,合格率仅40%。对Q345B探伤不合格钢板进行金相分析及夹杂物能谱分析,结果表明钛化物、氧化铝夹杂物、硫化锰、氢为造成探伤不合格的主要原因。对Q345B钢的生产工艺进行了系统的改进,采用转炉—板坯连铸—铸坯热送的转炉直上工艺生产的Q345B钢,探伤合格率可达到91%以上,实现了低成本工艺冶炼探伤交货的Q345B钢的目的。     

400mm特厚低合金结构钢Q345E的研发

通过合理的钢种成分设计,模铸、钢锭加热和3 800mm轧机轧制及热处理工艺设计,采用晶粒细化、固溶强化、析出强化等手段,研发了厚度400mm的特厚板Q345E。钢板的屈服强度控制在305～350MPa,平均为335MPa;抗拉强度控制在470～555MPa,平均达到530MPa;伸长率控制在23%～28%,平均达到26%;-40℃纵向冲击功控制在109～287J,平均达到了198J,实现了强度和韧性的良好匹配,并具有较高的内部质量。     

Q＆P（淬火和分配）工艺对25Si2Ni3钢组织和力学性能的影响

对0．24C-1．72Si-2．96Ni钢进行Q＆P处理：880℃15min-淬火至150～260℃（QT）5min-300℃10min油淬。结果表明,Q＆P处理的钢为板条马氏体、残余奥氏体、孪晶马氏体和8碳化物的复合组织;Qr影响钢中马氏体量,随Qr由150℃升高至260℃,钢的抗拉强度由1580MPa降至1505MPa,冲击功由45J升至50J。与传统淬-回火工艺相比,Q＆P处理钢的抗拉强度降低25～100MPa,冲击功提高5～8J,伸长率没有明显变化。     

高强韧性水电用钢WSD690E调质工艺研究

根据合理的成分和生产工艺,港珠澳大桥用桥梁钢Q420qD(Z15),Q345qD(Z15)、耐候钢Q355NHD(Z15)顺利交付客户使用。其钢板力学性能优良,强度比钢板要求的下限提高30 MPa左右,延伸率≥25%,冲击韧性在200J以上,钢板板形达到客户要求。     

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。     

60mm厚Q345E-Z35高强度钢板的开发

主要研究采用260mm厚Q345E-T连铸坯料,在2800+2690mm双机架中厚板生产线上试制60mm厚Q345E-Z35高强度钢板的TMCP工艺。试验发现,出炉温度在1150～1200℃,在炉时间控制在240～270分钟,精轧开轧温度860～880℃,终轧温度840～870℃,第二阶段总压下率40%～50%,ACC控冷返红温度650～700℃的工艺生产60mm厚Q345E-Z35高强度钢板时,可得到屈服强度340MPa以上,抗拉强度490MPa以上,延伸率26%以上,-40℃冲击功达到200J以上,断面收缩率大于60%。试验钢板具有优良的的强度、冲击韧性和Z向性能,成功开发出60mm的低冲击温度高强韧性特厚钢板。     

Q345E钢Φ140 mm材晶粒度对-40℃冲击功的影响及轧制工艺改进

试验的Q345E钢(/%:0.13C,0.23Si,1.45Mn,0.012P,0.005S,0.045V,0.030Nb,0.030Al)的冶炼工艺为100 t EAF-LF-VD-Φ500 mm坯连铸-Φ140 mm材轧制。通过Q345E钢热处理试验得出晶粒度级别对试验钢-40℃冲击功有显著影响;当钢材晶粒度级别为7.0时,-40℃冲击功仅为12～16 J,当晶粒度级别为9.0～10.0时,-40℃冲击功为80～198 J。通过将终轧温度从960℃降至865～910℃,钢材晶粒度级别由7.0提高至8.5～9.6,-40℃冲击功由12～16 J提高到61～82 J,满足-40℃冲击功34 J的标准要求。     

用Q235B坯料试轧制Q345B级别钢板的工艺分析

采用Q235B坯料在天钢3500mm轧机上试轧制Q345B级别钢板。通过对Q235B坯料进行轧制温度、变形量分配及轧后钢板快速冷却等控制,使其达到Q345B钢板力学性能的要求。试轧结果,12mm厚钢板力学性能除8#和9#钢板之外,其余钢板完全达到Q345B级钢板力学性能的要求;20mm厚钢板屈服强度和延伸率全部符合Q345B级钢板力学性能的要求,抗拉强度合格率为50％。分析了试轧工艺及实验结果,并针对20mm厚钢板提出了工艺改进方案,为今后再次试轧及大批量生产奠定了坚实的工艺基础。     

镍含量对国产化高铁车轴钢组织和性能的影响

采用金相显微镜(Metallographic)和扫描电镜(SEM)等研究了0.20%、0.80%和1.20%Ni高铁车轴钢DZ1和DZ2性能和组织结构。结果表明,随着Ni含量由0.20%增至1.20%,钢的抗拉强度由710 MPa提高到759 MPa、屈服强度由535 MPa提高到608 MPa;钢的20℃和-40℃冲击韧性均得到提升,特别是-40℃横向冲击韧性从0.20%Ni的87 J提高到1.20%Ni的136 J,-40℃纵向冲击功从94 J提高到179 J;钢的韧脆转变温度由-30℃降低到-100℃;3种成分的高铁车轴钢均可得到贝氏体+回火马氏体组织,贝氏体量随着镍含量的提高而增加,并且镍含量提高后钢的组织更加细小、均匀。