合金元素对中厚钢板正火性能的影响

正火工艺能够细化晶粒、均匀组织、改善组织缺陷,提高中厚钢板的综合性能。本文通过对不含微合金元素的结构钢板和含Nb、V微合金元素的结构钢板的轧制态和正火态进行对比分析,研究合金元素对中厚钢板正火性能的影响,结果表明,不同成分的低合金高强度结构钢板,经正火热处理后改善效果不同,没有添加微合金元素的Q345D钢板强度升高,而添加Nb、V微合金元素的Q460D钢板强度降低。     

风力发电塔筒用钢Q345FTE/F的正火热处理试验

对采用真空感应炉冶炼,Nb、V、Ti、Ni单一或组合微合金化,控轧控冷工艺开发的风电塔筒用钢Q345FT进行正火处理,试验钢屈服强度均不低于360 MPa,抗拉强度在500 MPa以上,除Ti+Ni系钢的伸长率在27%,其余均在30%以上,符合技术指标要求;除Ti系钢在-60℃冲击功值低外,其余冲击功值均在100 J以上,并且Ti系钢、Ti+Ni系钢、Nb+Ti系钢经正火后,冲击功下降均较为明显,Nb、Nb+Ni、V+Ni系钢冲击功变化不大。应适当下调含Ti系列钢正火温度。     

热处理工艺对含Nb微合金钢焊缝组织与性能的影响

采用含Nb焊丝对S355钢板进行焊接,分析了焊后热处理制度对含Nb焊缝组织和性能的影响。结果表明:经退火处理后,焊缝的强度升高,延伸率和冲击功降低。随着正火温度的升高,焊缝强度明显升高,延伸率和冲击功显著降低。随着正火次数的增加,焊缝强度、延伸率及冲击功均先增加而后降低,经3次正火处理后,焊缝组织和性能达到最佳值。     

稀土Ce对桥壳钢组织性能影响研究

采用中碳含量+微合金Nb、Ti设计以及控轧控冷工艺在实验室轧制出屈服强度550 MPa级热轧桥壳试验钢。研究结果表明,试验钢中加入适量稀土Ce元素,对钢的组织及强度影响不明显,稀土Ce降低了试验钢B类夹杂物的评级,加稀土试验钢低温冲击功明显优于不加稀土试验钢的冲击功,稀土Ce改善了桥壳试验钢的疲劳性能。     

海洋平台用E550级钢板的试制开发

通过分析钢的成分及性能要求,设计了低碳Nb、V、Ti微合金化成分,设计了两阶段轧制工艺,在高温区大压下量轧制,低温区大压缩比轧制,配合920℃淬火、630℃回火的调质处理工艺,开发了60 mm厚海洋平台用E550钢板。钢板厚度方向组织均匀,主要为板条状贝氏体,少量粒状贝氏体、铁素体及一定量的M/A;屈服强度680 MPa,抗拉强度740MP,-40℃低温冲击功在200 J以上,达到了船级社规范要求。     

轧制温度和冷却速率对微合金钢组织和性能的影响

研究了轧制温度和冷却速率对含Nb、Ti微合金钢组织和性能的影响。结果表明,第Ⅱ阶段的开轧温度对轧后钢板的晶粒和强度、塑性影响不大;随着终轧温度的降低,轧后平均晶粒尺寸减小、屈服强度和抗拉强度增加,但钢板的延伸率下降;提高冷却速率,钢板的屈服强度和抗拉强度提高,延伸率呈下降趋势。     

高性能厚规格正火桥梁钢Q370qE-Z35的生产开发

通过加入Nb、Ti、Cu等元素进行微合金强化,配合TMCP轧制工艺,开发了正火Q370qE-Z35桥梁钢,结合显微组织观察及力学试验研究了正火温度对组织及性能的影响。结果表明,正火后金相组织为珠光体和铁素体,且正火温度为860、870及880℃时,沿板厚1/4处的组织晶粒度依次达到9、10、7.5级。随着正火温度的升高,强度及韧性不断下降,在860℃时强韧性匹配最佳,且同时具备低屈强比及高Z向性能。综合性能完全满足标准要求,富裕量较大。     

微合金成分对低碳贝氏体钢强度的影响

采用不同V、Cr含量,结合Nb、Ti、Mo等微合金化的成分设计,控轧控冷、离线回火工艺生产了30 mm厚度规格的低碳贝氏体钢板,钢板的组织为粒状贝氏体、少量针状铁素体以及少量多边形铁素体,钢板的力学性能满足交货需要.使用透射电镜结合能谱仪分析了钢板的析出相情况,结果表明钢板的析出相主要是Nb、Ti的碳氮化物,析出相含有微乎其微的V,而没有Cr;Nb、Ti通过析出对钢板起到析出强化作用,V、Cr在钢中起固溶强化作用,对强度贡献较小.     

高层建筑结构用钢Q460GJC的开发

文章介绍了以C-Mn系列成分设计为主,添加Nb、V、Ti等微合金元素复合合金化,采用先进的控制轧制和控制冷却工艺,开发出综合性能优良的Q460GJC高层建筑用钢板。钢板的组织为铁素体加珠光体和少量贝氏体,晶粒组织细小、均匀,力学性能完全满足标准要求。     

轧制工艺对高强抗震耐火钢板组织性能的影响

 为了提高建筑用钢的屈服强度,优化轧制工艺和降低生产成本,通过实验室轧钢并结合室温、高温拉伸试验以及扫描和透射电镜观察,研究了4种不同轧制工艺下的高强抗震耐火钢板的组织和力学性能。研究结果表明,试验用耐火钢板的组织主要由铁素体+粒状贝氏体组成。粗轧开轧温度较高时,试验用钢板的室温屈服强度和高温屈服强度都较高,粒状贝氏体的体积分数也较多。开轧和开冷温度较高时,试验钢板的高温屈服强度可以满足建筑用耐火钢板的力学性能要求。随着开冷温度的提高,试验钢板的屈服强度会进一步提高,但是组织中铁素体晶粒尺寸较大,而且塑性较差。根据冲击试验结果可以发现,随着冲击温度的降低,试验钢板的断裂吸收功下降较多。析出相分析结果表明,析出相主要是(Nb,Ti)C和(Ti,Nb,Mo)C,析出相颗粒尺寸较大。     

S355J2薄规格钢板冲击性能不合格原因分析及改进

针对河北普阳钢铁公司生产的6 mm厚S355J2薄规格钢板出现-20℃冲击性能不合格的问题,采用金相分析等手段,对造成钢板冲击性能不合格的原因进行分析,指出混晶以及大颗粒Ti N夹杂是导致钢板低温冲击性能不合格的直接原因。通过调整化学成分和轧制工艺、利用Nb微合金化提高再结晶温度、不添加Ti元素、减少轧制道次等技术措施,消除混晶和Ti N夹杂,有效地改善了6 mm厚S355J2钢板的低温冲击性能,提高了产品合格率。     

Q355D低合金高强度钢的试制开发

基于GB/T 1591—2018《低合金高强度结构钢》新标准,采用添加少量的Cr、Ni、V、Nb、Ti微合金化元素,开发出综合性能优异的Q355D低合金高强度钢。性能检测结果表明:屈服强度达到440 MPa以上,抗拉强度达到360 MPa以上,断后伸长率达到23%以上,-20℃冲击功达到50 J以上,圆钢表面质量良好,标准达到客户要求,目前已实现批量生产。     

热轧含Ti微合金钢拉伸性能及冲击韧性的改善

为研究Ti对热轧钢板拉伸和冲击性能的影响，利用热轧试验机组对不同成分体系含Ti微合金钢采用不同的轧制工艺进行轧制试验，并采用OM、SEM、拉伸和冲击试验等方法对试验钢的微观组织和力学性能进行表征与测试。结果表明，低碳钢中加入一定量的Ti,可以显著提高钢的强度，但同时也会导致钢的冲击韧性明显降低。钢中析出的大颗粒的TiN和粗大的铁素体晶粒是导致含Ti微合金钢冲击韧性恶化的主要因素。通过在含Ti微合金钢中加入Nb,采用Ti-Nb复合强化，同时配合840℃低温终轧和560℃低温卷取工艺，可显著改善含Ti微合金的冲击韧性，使钢板获得高强、高韧的综合性能。     

非调质型列车上心盘用钢的开发

通过V、Ti微合金化、氮含量控制以及控轧控冷工艺,获得了理想的钢板性能,完全满足非调质型列车上心盘用钢的性能需求。在试验钢生产过程中发现,终轧温度和终冷温度较低时可以得到部分针状铁素体+少量贝氏体组织,实现较高的强度和低温冲击韧性,达到非调质钢正火热处理的性能要求。     

高强船板E36-Z35的研制开发

通过合理控制碳当量（≤0.42%）,添加适量微合金元素Nb,采用低硫铁水、LF＋RH双精炼工艺冶炼,连铸保护浇注,TMCP工艺轧制,正火处理,邯钢成功开发出E36-Z35高强船板。各项检测表明,船板具有较高的强度、良好的韧性、优良的抗层状撕裂能力和焊接性能,钢板NDT温度达-65℃,-40℃冲击功不低于34J,完全满足船级社规范要求。     

调质型WQ1150E钢板的研制开发

舞钢公司针对高强钢成分、工艺进行研究,通过添加适量的Nb、V、Ti等微合金元素,采用合理的冶炼、轧制以及热处理工艺,成功研制开发出40 mm厚高强度WQ1150E钢板。钢板显微组织均匀,晶粒度达到8. 5级以上,全厚度方向硬度分布均匀,内部质量良好,并具有优良的低温冲击性能。舞钢公司自检结果与合肥通用机械研究院的检验结果一致,完全满足用户使用要求。     

Nb对V、N微合金化压力容器钢珠光体形态及低温韧性影响

为了在保证强度同时提升压力容器钢低温韧性，以铌(Nb)取代部分钒(V),研究Nb的添加对V、N微合金化正火压力容器钢板显微组织和力学性能的影响。结果表明，Nb+V试验钢相比于V试验钢，在强度保持630 MPa的同时可显著提升低温冲击韧性，-20、-40、-60℃冲击吸收功分别提升59、44、29 J。原因主要为Nb的添加促进了细小铁素体转变，其含量的增加使钢的塑韧性增强。此外V和Nb+V钢中碳原子扩散系数在平均转变温度下分别为2.64×10^-13、2.14×10^-13 cm²/s, Nb的添加降低了珠光体生长速度、增加了珠光体转变过程中的过冷度，从而细化了珠光体团簇和片层间距。EBSD分析可知以Nb取代部分V后试验钢有效晶粒尺寸由7.7μm减小至5.8μm,大角度晶界比例由83.1%增加至85.5%。微合金元素Nb的细晶作用及对大角度晶界比例提升的贡献也可以大幅提高钢的低温冲击韧性。     

185mm厚S355JR+N-Z35欧标结构钢板的研发

通过成分设计以及复合制坯、轧制、热处理工艺设计,采用Nb、V、Ti微合金化、高温低速大压下、轧后钢板缓冷、正火处理等工艺手段,成功研发了185 mm厚S355JR+N-Z35结构钢板,屈服强度富裕量在40MPa以上,抗拉强度富裕量在50 MPa以上,20℃冲击功平均值大于200 J,平均断面收缩率≥45%,探伤满足"EN10160 S1/E1"标准,钢板的力学性能优良,内部质量良好。     

控轧控冷工艺参数对不同微合金体系的460 MPa级高强韧海工钢板组织性能的影响

试验分析了控轧控冷工艺参数对不同微合金体系的460 MPa级高强韧海工钢板组织性能的影响。试验结果表明：Nb、Ti微合金化的基础上加入适量的Ni元素能改善钢的强度和韧性,尤其是钢在低温下的冲击性能;采用大的压下量即第二阶段的轧制总压下率一般应略大于70%,有助于钢的晶粒细化,获得组织类型为多边形铁素体+准多边形铁素体+针状铁素体+粒状贝氏体和一些弥散的分布的珠光体和残余奥氏体,进而改善钢的最终性能。     

420 MPa级超高强度高韧性海工钢的研制

在420 MPa级超高强度高韧性海工钢的研制过程中,通过添加Nb、Ti、A1元素进行复合微合金化,同时匹配TMCP生产工艺,实施两阶段控制轧制,钢板轧制完成后立即进入ACC装置,在Ar3以上温度进行控制冷却,调控钢板组织,获得细小的准多边形铁素体+珠光体的双相组织,成功研制出厚度达60 mm、屈服强度420 MPa级、冲击韧性F级的超高强度高韧性钢板.试验钢板具备低屈强比、优异的低温韧性和焊接性能.