在线淬火Q690D钢板探伤不合原因分析及控制措施

针对采用在线淬火工艺生产Q690D钢板时易出现探伤不合的问题，对缺陷形貌，铸坯、钢板的显微组织、硬度分布、元素偏析等情况进行了分析，结合其化学成分设计及轧线实际生产工艺参数，研究了在线淬火工艺生产Q690D钢板探伤不合原因，并提出了控制措施。结果表明：低合金高强钢Q690D铸坯中心偏析严重及不合理的轧制工艺加剧了中心偏析程度，造成钢板在线淬火后产生细小裂纹而导致其探伤不合。通过适当降低C、Mn含量，炼钢工序提高钢水纯净度和连铸坯质量，轧钢工序强化加热、轧制及缩短钢板轧制完成到超快冷开冷的时间等措施，有效控制了在线淬火Q690D钢板探伤不合缺陷，探伤合格率达到99%以上。     

Q550D低碳贝氏体钢特厚板热处理工艺研究

国内传统的特厚板热处理方式为调质处理,钢板表面为索氏体组织,心部为索氏体、贝氏体组织,可以获得较为理想的强度,但由于特厚板厚度较大,厚度方向组织不均匀,无法获得优良的韧性。采用Q550D低碳贝氏体钢的化学成分设计并采用QLT(淬火+两相区亚温淬火+回火)热处理工艺,引入未溶铁素体相,使钢板获得贝氏体+铁素体的均匀混合组织,在保证强度的基础上进一步提高了韧性,进而获得优良的综合性能。研究了不同单相区淬火温度、两相区亚温淬火温度及回火温度下试样的组织与性能,得出Q550D特厚板最佳的热处理工艺：925℃淬火+830℃两相区亚温淬火+640℃回火。     

快速冷却工艺对Q420E钢板性能的影响

利用Q345D连铸坯料(0.16C,0.26Si,1.40Mn,Nb+Ti0.040)制备Q420E钢,采用不同冷却速率和终冷温度的快冷工艺进行了厚30 mmQ420E钢高强度板试验,研究了冷却速率和终冷温度对其强度及韧性的影响。结果表明,随着冷却速率的增大和终冷温度的降低,铁素体晶粒尺寸减小,钢板强度和韧性提高,伸长率下降;当终冷温度控制在480~520℃之间,冷却速度控制在8~15℃/s之间时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体组织,心部铁素体晶粒尺寸为7.2μm,钢板综合性能达到国标Q420E级别的要求,成功实现采用Q345D轧制30 mm厚的Q420E钢板的低成本生产,并为更高级别钢种的性能提升提供了依据,但轧制过程中部分钢板出现了心部偏析,以及快冷工艺对于钢板焊接性能的影响,仍然需要做进一步研究。     

轧态组织对高强钢调质处理后性能的影响

通过对不同轧态组织Q690钢板调质处理后,进行力学性能检验和显微组织观察,分析了轧态组织对其性能的影响。结果表明：钢板轧制态的原始组织对热处理后的钢板组织中的软硬相比是有影响的,软相越多屈强比越低;轧后采用空冷工艺获得的原始组织最有利于使热处理后的钢板获得更理想的综合性能。     

低压缩比厚规格钢板轧制工艺开发

山东钢铁集团有限公司100~120mm厚Q345系列钢板前期均采用复合制坯生产,成材率低、加工费用高、生产周期长。为此,通过控制加热温度、采用道次大压下量轧制工艺、轧后采用强水冷工艺并优化正火工艺后,成功实现了用250mm连铸坯生产100~120mm厚Q345系列钢板,且钢板内部质量及性能均满足要求。     

Q550D中厚钢板的调质工艺

采用不同的淬火和回火工艺对50 mm厚Q550D钢板进行调质处理,并对不同试样进行了金相分析和力学性能试验。50 mm厚Q550D钢板的最佳调质工艺为910℃淬火,630℃回火,最终获得较好的综合力学性能。     

封头用低碳当量Q345R钢热处理工艺的研究

对封头用低碳当量Q345R钢进行了合理的成分、轧制工艺及热处理工艺设计。通过试验模拟恢复性能正火热处理后的不同冷却工艺,对比分析其组织和性能,确定了合理的性能恢复热处理工艺。结果表明:Q345R钢恢复性能正火后采用水雾喷淋冷却处理,材料可以获得良好的强韧性匹配。     

690MPa级特厚调质钢板工艺与性能试验研究

实验室研究了一种屈服强度为690MPa级特厚高强调质钢板的工艺与性能之间的关系.结果表明:采用低C并添加Cr、Mo、V的合金成分设计,经厚板轧制后,通过900℃淬火+650℃回火调质处理,实验钢板可以获得最佳的组织和性能,满足ASTM517Q标准对100mm厚特厚钢板的强度及冲击韧度的要求.     

Q235D热轧钢板低温冲击性能不合原因分析及改进措施

针对重钢4 100 mm产线生产的厚度为16～25 mm Q235D热轧钢板低温冲击性能不合问题,通过对钢板化学成分、金相组织和轧制工艺进行分析,发现产生沿晶界呈连续带状分布的珠光体组织,并且同时伴随有混晶现象是导致钢板低温冲击性能不合的主要原因。将精轧终轧温度提高至890～900 ℃,改善了钢板组织形态,获得均匀的组织,提高了Q235D钢板低温冲击性能,满足了标准要求。     

Q235D热轧钢板低温冲击性能不合原因分析及改进措施

针对重钢4 100 mm产线生产的厚度为16～25 mm Q235D热轧钢板低温冲击性能不合问题，通过对钢板化学成分、金相组织和轧制工艺进行分析，发现产生沿晶界呈连续带状分布的珠光体组织，并且同时伴随有混晶现象是导致钢板低温冲击性能不合的主要原因。将精轧终轧温度提高至890～900 ℃，改善了钢板组织形态，获得均匀的组织，提高了Q235D钢板低温冲击性能，满足了标准要求。     

低屈强比超高强EH690钢板的研发

采用常规化学成分、轧制和调质热处理工艺生产的超高强EH690钢板屈强比在0.96以上,为了实现钢板较低的屈强比,一般采用低碳、高合金的化学成分设计,然后再进行两次淬火(常温淬火Q+两相区淬火Q＇)+回火的工艺,生产工艺复杂,生产成本较高。为此,采用低合金化学成分设计,合理的控轧控冷工艺及亚温淬火+回火的热处理工艺,研究了不同亚温淬火温度、回火温度对EH690钢板力学性能和显微组织的影响。结果表明:所设计化学成分的EH690钢板经过815 ℃的亚温淬火+480 ℃回火热处理后,钢板具有合适比例的软相铁素体和硬相马氏体双相组织,这种组织在保证钢板具有较好力学性能的同时屈强比也降低到0.90左右。采用该工艺,简化了生产工艺流程,降低了生产成本,实现了低屈强比超高强EH690钢板的工业化大规模生产。     

碳钢不锈钢异质复合轧制过程轧件变形行为研究

复合板复层和基层材料性能差异较大，在轧制过程中由于材料性能的不同经常出现开裂、翘曲、头尾溢出等问题，因此研究复合板轧制过程复层、基层金属的变形行为对轧制工艺的正确制定具有重要指导意义。利用大生产试制结合仿真模拟验证的方法，对比分析了316L+Q345R+316L复合板和Q345R钢板轧制过程的变形行为，通过计算研究了轧制过程Q345R钢和复合板在厚度方向上等效应变的变化规律和表层与中心金属在轧制方向的流动差异。结果表明：轧制过程Q345R钢板变形集中于表面，近表面位置金属流动最为明显，表现为头部双鼓形态；复合板的轧制变形更易于向心部渗透，等效应变最大位置出现在心部，且复合板心部等效应变明显大于Q345R钢板，头部易向单鼓形态发展。     

两相区热处理对Q345R压力容器钢带状组织的影响

Q345R压力容器钢调质处理后的带状组织缺陷是导致Q345R钢氢致开裂(HIC)的主要原因之一。试验发现,在常规的调质热处理的基础上,增加两相区正火热处理可以改善Q345R压力容器钢中带状组织。当两相区正火温度从740℃增加至780℃时,带状组织逐渐消除,Q345R钢组织转变为块状铁素体和针状铁素体。当正火温度从780℃增加至800℃后,增加了带状组织数量,消减效果降低,组织由针状铁素体+块状铁素体转变为针状铁素体+块状铁素体+少量马氏体。在40 mm厚Q345R钢板淬火、高温回火两段热处理中间增加两相区正火热处理,钢带状组织明显由3.5B级降为0.5B级,且力学性能能够满足标准要求。因此,采用两相区正火工艺可以在获得高强度高韧力学性能的同时,有效改善Q345R钢调质热处理带状组织。     

两相区热处理对Q345R压力容器钢带状组织的影响

Q345R压力容器钢调质处理后的带状组织缺陷是导致Q345R钢氢致开裂(HIC)的主要原因之一。试验发现,在常规的调质热处理的基础上,增加两相区正火热处理可以改善Q345R压力容器钢中带状组织。当两相区正火温度从740℃增加至780℃时,带状组织逐渐消除,Q345R钢组织转变为块状铁素体和针状铁素体。当正火温度从780℃增加至800℃后,增加了带状组织数量,消减效果降低,组织由针状铁素体+块状铁素体转变为针状铁素体+块状铁素体+少量马氏体。在40 mm厚Q345R钢板淬火、高温回火两段热处理中间增加两相区正火热处理,钢带状组织明显由3.5B级降为0.5B级,且力学性能能够满足标准要求。因此,采用两相区正火工艺可以在获得高强度高韧力学性能的同时,有效改善Q345R钢调质热处理带状组织。     

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 研究了相同成分体系下不同轧制工艺对Q345R钢板组织性能的影响。采用控轧工艺可提高热轧态力学性能，为后续热处理提供了良好的遗传组织基体。研究了不同的热处理工艺对Q345R压力容器板性能的影响。研究表明，经正火后压力容器板屈服强度和抗拉强度降低，伸长率和韧性明显提高。实现了Q345R压力容器板的稳定生产。     

耐火耐候抗震高层建筑用Q460GJNHFREZ35特厚板的研制

针对我国亟需开发耐火耐候抗震高层建筑用钢板的现状,南阳汉冶特钢公司对Q460GJNHFREZ35特厚板化学成分进行了设计,满足了碳当量、焊接裂纹敏感性指数、耐候系数等条件的要求;通过水冷铜板结晶器锭模浇铸、采用0.25～0.60变形系数的“高温、低速、大压下”工艺及差温轧制工艺,保证了100～300 mm特厚板心部组织的致密性并为获得良好的低温冲击韧性提供了条件;轧后采用淬火+亚温淬火+回火的热处理工艺,获得了以贝氏体+铁素体为主的均匀组织,实现了软硬相的结合,满足了高强度和高韧性、屈强比不大于0.83,以及600 ℃保持 1~3 h 后强度不低于室温强度2/3的耐火性能要求。     

轧制冷却工艺对低合金超高强钢Q1300组织性能的影响

以开发屈服强度大于1 300MPa低合金超高强结构钢为目的,采用不同的轧制及冷却工艺并进行再加热淬火和回火处理,研究了轧制冷却工艺对低合金超高强钢组织性能的影响规律。结果表明,试验钢经控制轧制后奥氏体晶粒被拉长成扁条状,水冷至600℃后再空冷至室温所得到的粒状贝氏体组织较直接空冷至室温的组织细小,高温连续轧制后空冷至室温得到的组织为粒状贝氏体+板条贝氏体;相比高温热轧工艺,采用控轧控冷工艺能增大轧态组织的原奥氏体晶界面积,能有效细化再加热原始奥氏体晶粒,晶粒尺寸可减小3.5μm;经控轧控冷及调质热处理后,钢板具有较好的强韧性,屈服强度为1 345MPa,抗拉强度为1 590MPa,-40℃冲击功为44J,各项性能指标均达到相关标准要求。     

Q345钢热处理组织与性能研究

对Q345钢板进行热处理,研究了淬火温度和回火温度对Q345钢显微组织、室温拉伸和冲击性能的影响。结果表明,热轧态Q345钢板的组织为铁素体和珠光体,晶粒大小不一、形状不规则,同时还含有少量混晶组织;随着回火温度的升高,Q345钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率都呈先增加而后降低趋势;当900℃淬火+600℃回火时,Q345钢具有较好的综合力学性能。回火温度为200~680℃时,Q345钢的拉伸断口表现为韧性断裂特征;低温下回火(≤400℃),冲击断口表现为解理和准解理断裂特征,在600℃和680℃较高温度回火后,冲击断口为韧性断裂特征。     

SPV490钢轧后在线热处理工艺研究

研究了SPV490钢控轧后在线直接淬火、回火工艺参数与其力学性能之间的关系。分析了不同的工艺参数对钢板组织及性能的影响。结果表明:经奥氏体再结晶区和未再结晶区两阶段结合控制轧制后在线930℃直接淬火、640℃回火,钢板可获得均匀、细小的回火索氏体组织,其综合力学性能均超过标准要求。     

低成本高性能新型风电用钢的研究与开发

风力发电技术的发展对其塔筒用钢板的疲劳性能、断裂韧性和焊接性能提出了更高的要求。本文采用低碳+铌微合金化成分设计与热机械轧制（TMCP）工艺,工业试制开发出低成本高性能的新型风电用钢。试制结果表明：与传统Q345E风电用钢板相比,新型风电用钢板同时具备高疲劳性、高断裂韧性、易焊接等优异的综合性能,满足了风电机组用钢的要求,为风电行业的发展提供了有利的技术支撑。