低成本Q345系列厚钢板的控轧控冷(TMCP)工艺

以两种不同Mn含量的工业生产连铸板坯为原料,采取控轧控冷(TMCP)工艺,成功试制了20 mm厚低成本Q345钢板。研究表明,终冷温度显著影响试验钢的组织与性能,通过选择合适的终冷温度,两种试验钢的强韧性均能达到GB/T 1591-2008中Q345的要求。提出低成本Q345系列厚钢板的成分与工艺:Mn含量为0.9%(质量分数),两阶段轧制,精轧温度低于890℃,终轧温度为800～850℃,终冷温度为(600±20)℃。     

园林装饰用耐候钢的轧制与性能研究

研究了开轧温度、终轧温度和卷曲温度对园林装饰用耐候钢组织和耐腐蚀性能的影响,并与Q235钢进行了对比分析。结果表明,随着开轧温度的降低,耐候钢的平均晶粒尺寸逐渐降低;降低终轧温度,可以一定程度上减小耐候钢的晶粒尺寸;卷曲温度为540℃时耐候钢的晶粒尺寸为10.4μm,卷曲温度为640℃时耐候钢的晶粒尺寸为15.1μm,提高卷曲温度后耐候钢的晶粒明显粗化;开发的耐候钢的腐蚀速率和腐蚀深度都小于Q235钢,且开轧温度990℃、终轧温度840℃、卷曲温度为590℃工艺条件下耐候钢的耐腐蚀性能最好。     

结构用Q420E高强度厚板控轧控冷工艺研究

实验研究了Q420E厚100mm高强度厚板的TMCP工艺及其对组织性能的影响规律。结果表明,利用Nb、V、Ti复合微合金化成分设计,采用精轧开轧温度900℃,轧后冷却速度4.41℃/s的TMCP工艺或精轧开轧温度900～870℃的控制轧制工艺,均可使钢板性能达到标准要求。随着精轧开轧温度的降低,钢板屈服强度、抗拉强度和低温冲击韧性提高,伸长率变化不大;TMCP工艺与控制轧制工艺相比,钢板屈服强度、抗拉强度提高,伸长率降低幅度不大,但明显改善了钢板的低温冲击韧性。     

穿水冷却工艺对Q345E棒材冲击性能及组织的影响

针对低合金高强钢Q345E棒材低温冲击性能合格率低的问题，分析其原因主要是由于终轧温度较高，轧后棒材组织晶粒粗大造成的，生产中需采用正火处理来改善组织晶粒度，提高其低温冲击韧性，但同时也提高了生产成本。为此，对φ50、φ40、φ35 mm规格Q345E棒材进行了终轧3段穿水冷却试验，通过穿水冷却来降低终轧温度，以解决晶粒粗大的问题。结果表明，与轧后态、正火态棒材组织对比，经过3段穿水冷却后的棒材组织明显细化，铁素体晶粒度达到9.4级以上，低温冲击性能明显提高，φ35 mm规格低温冲击性能合格率达到90%以上。同时，采用穿水冷却工艺，可以省去正火处理工序，节省了生产成本。     

穿水冷却工艺对Q345E棒材冲击性能及组织的影响

针对低合金高强钢Q345E棒材低温冲击性能合格率低的问题，分析其原因主要是由于终轧温度较高，轧后棒材组织晶粒粗大造成的，生产中需采用正火处理来改善组织晶粒度，提高其低温冲击韧性，但同时也提高了生产成本。为此，对φ50、φ40、φ35 mm规格Q345E棒材进行了终轧3段穿水冷却试验，通过穿水冷却来降低终轧温度，以解决晶粒粗大的问题。结果表明，与轧后态、正火态棒材组织对比，经过3段穿水冷却后的棒材组织明显细化，铁素体晶粒度达到9.4级以上，低温冲击性能明显提高，φ35 mm规格低温冲击性能合格率达到90%以上。同时，采用穿水冷却工艺，可以省去正火处理工序，节省了生产成本。     

控轧控冷工艺对低焊接裂纹敏感性高强钢Q800CFE屈强比的影响

以低焊接裂纹敏感性高强钢Q800CFE为试验材料,测试了该低碳贝氏体钢变形奥氏体的连续冷却转变行为,制定了CCT曲线。采用不同控轧控冷工艺进行了Q800CFE钢的生产试验,分析了不同终轧温度、终冷温度、冷却速度对Q800CFE组织性能的影响规律。试验结果表明,提高终轧温度,晶粒较粗大,可降低屈强比(YR);随着终冷温度从200 ℃升高至520 ℃,屈服强度(YS)、抗拉强度(TS)均下降,屈强比先升高后降低,在终冷温度为440 ℃时达到峰值（0.924）;随着冷却速度从24 ℃/s增加到48 ℃/s,YS、TS、YR均升高,其中当冷却速度小于32 ℃/s时,增加幅度较大,当冷却速度大于32 ℃/s时,增加幅度较小。     

Q460GJCZ35特厚板Z向性能不合原因分析及优化措施

针对60~80 mm厚Q460GJCZ35钢板控轧后Z向性能不合的问题,采用金相检验、扫描电镜等检测手段,对钢板的组织、厚拉断口的形貌、夹杂物进行了检测分析。结果表明:Q460GJCZ35特厚板Z向性能不合是由于钢板心部存在贝氏体带状组织,以及厚拉断口存在MnS夹杂、(Nb、Ti)C夹杂而导致。为此,对Q460GJCZ35特厚板化学成分进行了优化,采用了降低C、Mn含量来减轻偏析,提高V、Ti含量及添加Cr元素来保证钢板强度的成分设计;炼钢及连铸工艺通过提高钢水的洁净度、加入钙线、降低拉速、增大二冷水量等措施,减少了钢坯的心部偏析及夹杂物;钢坯加热采用“低温长时间保温”工艺,控轧控冷工艺通过增大粗轧道次压下量、采用差温轧制工艺,提高精轧累计压下率、提高精轧温度、提高开冷温度、增大冷速等措施,保证了钢板的强度及Z向性能。     

Q390C高强结构钢热轧板的开发及工艺优化

在Q345C钢的基础上,通过成分设计和控轧控冷(TMCP)工艺优化,开发出一种新型高强结构钢Q390C。采用Gleeble-3500热模拟机测定了Q390C钢的CCT曲线,研究了它的高温热塑性,分析工艺对室温组织的影响规律,以及终冷温度与屈强比之间的关系。二阶段控轧控冷制工艺参数为:粗轧开轧温度1020~1150℃,二次开轧温度920~940℃,终轧温度820~850℃,终冷温度660~680℃,矫直离线后堆冷冷速1~2℃/s,最终产品厚度控制在15~30 mm。通过生产过程控制与优化,Q390C高强结构钢热轧板各项性能指标符合技术要求。     

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。     

退火制度对不同终轧温度5083铝合金热轧板组织和性能的影响

铝合金板材在热轧轧制过程中终轧温度较高,不同终轧温度板材,轧后采用不同温度退火,组织和性能有较大差异。试验研究了5083铝合金在不同热轧终轧温度及其轧后采用对应不同温度退火后,对板材进行力学性能和显微组织分析,研究其变化规律;测定不同热轧终轧温度板材对应的组织和性能,确定不同终轧温度对应的最佳退火工艺制度;热轧终轧温度约低于275℃时,退火温度至少为300℃,基本完成再结晶,退火温度达到500℃以上时,发生完全再结晶;热轧终轧温度为高于320℃时,退火温度为500℃以上,其板材达到更优异的O态组织和性能;600℃退火的板材均发生组织过烧。     

Q345E厚板低温冲击性能不合原因分析与对策

针对首秦公司4300mm轧机生产60-85mm规格Q345E钢板低温冲击韧性不合问题，分析了其主要影响因素，指出钢板终轧温度高、粗轧道次压下量小，且轧后多采用空冷造成钢板带状组织严重，晶粒尺寸粗大是该问题的主要原因。在生产中通过增大粗轧道次压下率、降低精轧温度、采用水冷等措施，改善了Q345E厚板的低温冲击韧性，大大提高了产品的合格率。     

终轧温度对2205/Q345C复合板界面组织和力学性能的影响

采用真空对称组坯+热轧法制备2205/Q345C复合钢板,研究了终轧温度对复合板界面微观组织、元素扩散、硬度分布及剪切强度的影响。结果表明:终轧温度为950~1100 ℃时2205/Q345C复合板的界面结合良好,基层Q345C钢板为铁素体+珠光体组织,复层2205双相不锈钢为奥氏体+铁素体组织。在界面附近,Q345C钢中的C向2205钢中扩散形成了脱碳层,而2205钢形成了“渗碳层”,且二者的深度均随终轧温度的增加而增加。2205钢中的Cr、Ni元素向Q345C钢中连续扩散,Cr原子扩散的剧烈程度高于Ni原子,扩散距离大于Ni原子,且二者的扩散距离均随终轧温度的升高而增加。随着终轧温度的升高,复合板的硬度变化不大,在界面附近2205钢硬度最高而Q345C钢硬度值最低,而界面的剪切强度略有降低,但均大于420 MPa,符合GB/T 8165—2008《不锈钢复合板和钢带》中剪切强度≥210 MPa的要求,且剪切断口中裂纹源区面积减小。终轧温度为950~1100 ℃时2205/Q345C复合板均获得了良好的力学性能。     

Ti微合金化700MPa级汽车大梁钢的研究

通过实验,采用低成本Ti微合金元素进行强化,获得了抗拉强度745～760MPa,下屈服强度640～655MPa,伸长率为23. 0%～23. 5%的热轧钢板。同时,通过调整热轧工艺,获得了终冷温度与热轧板强度的关系。此外,研究了轧制过程不同阶段析出相的种类、分布以及析出量的变化情况。结果表明,钢板屈服强度、抗拉强度与其终冷温度基本呈线性关系,随终冷温度的降低,屈服强度和抗拉强度均明显提高。析出相的定量分析结果表明,在粗轧结束时,Ti的析出率接近50%,在精轧结束时,Ti的析出率接近60%。在700℃等温卷取后,Ti的析出率超过95%。降低卷取温度到650、600℃时,Ti的析出率分别降低到87. 5%、75. 2%。如果700℃终冷后采用空冷方式冷却,Ti的析出率最低,降低到只有63. 3%,与精轧结束时析出量相近。     

Q355B钢板火切后窄板料变形原因分析及控制措施

针对Q355B钢板火焰切割(火切)后窄板料产生翘曲、侧弯等变形缺陷的问题,检测了Q355B钢板残余应力。结果表明:Q355B钢板火切后窄板料变形是成品钢板中存在较大残余应力和残余应力不均匀而导致的。因此,对不同轧制、冷却工艺生产的Q355B钢板的残余应力进行了检测,发现返红温度低是钢板残余应力显著增大、残余应力波动较大的主要原因。为此,提出了采用控轧不控冷工艺,控制钢板终轧温度在780～810 ℃,在确保钢板性能的前提下,避免了钢板因控冷产生较大的残余应力及残余应力波动。同时,针对采用不控冷工艺生产的Q355B钢板屈服强度不足或余量不够的问题,对Q355B钢板的C、Mn含量进行优化调整。采用上述措施后,保证了钢板力学性能,并将钢板残余应力控制在150 MPa 以下,整板最大残余应力波动由182.3 MPa降至26.45 MPa,使钢板的不平度小于2 mm·m^-1,满足了用户的要求。     

返红温度对Q345NQR2高强钢板组织性能的影响

为在中厚板产线开发Q345NQR2高强钢板,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及电子探针,研究了返红温度对其组织和力学性能的影响。结果表明,在相同始冷温度下,随着返红温度的降低,钢板的屈服及抗拉强度都升高,但抗拉强度增加的幅度更大;当返红温度小于540 ℃时,硬相珠光体组织发生退化,对低温冲击韧性不利;返红温度大于540 ℃且小于等于620 ℃时,钢板组织为铁素体+珠光体,珠光体体积分数不小于16%时,钢板的屈强比不大于0.75,-40 ℃冲击功大于90 J,满足了标准的要求。     

返红温度对Q345NQR2高强钢板组织性能的影响

为在中厚板产线开发Q345NQR2高强钢板，利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及电子探针，研究了返红温度对其组织和力学性能的影响。结果表明，在相同始冷温度下，随着返红温度的降低，钢板的屈服及抗拉强度都升高，但抗拉强度增加的幅度更大；当返红温度小于540 ℃时，硬相珠光体组织发生退化，对低温冲击韧性不利；返红温度大于540 ℃且小于等于620 ℃时，钢板组织为铁素体+珠光体，珠光体体积分数不小于16%时，钢板的屈强比不大于0.75，-40 ℃冲击功大于90 J，满足了标准的要求。     

460 MPa级建筑结构用抗震耐蚀钢板的开发

为适应钢结构建筑用钢的发展需求,采用低C及“Ni-Cr-Cu-Al-Nb”微合金化成分设计及合理的控制轧制工艺,成功开发出高强度、低屈强比、耐候、易焊接Q460GJNH钢板。其组织由准多边形铁素体、贝氏体和珠光体组成,屈服强度487～493 MPa,抗拉强度649～659 MPa,屈强比为0.74～0.76,断后伸长率为22.2～23.5%,-40 ℃冲击功为179～212 J,且焊接性能优良。耐蚀性能研究表明,同等条件下Q460GJNH钢板的腐蚀速率仅为Q345B钢板的29.7%。     

轧制工艺对高铌X80管线钢组织性能的影响

通过热模拟实验, 研究了加热温度、变形温度、变形量、冷却速率和卷取温度对高Nb含量管线钢钢板组织性能的影响, 并确定了工业生产方案。工业试制结果表明: 在1 170~1 200 ℃进行加热保温, 粗轧温度控制在1 020 ℃以上, 变形量控制在30%以上, 精轧入口温度不大于950 ℃, 终轧温度控制在(800±20) ℃, 冷却速率控制在10～30 ℃/s, 卷取温度控制在500～530 ℃, 生产的高Nb含量X80管线钢钢板组织为均匀的针状铁素体, 力学性能优良, ?20、?40 ℃低温冲击功均达到300 J以上, ?15 ℃落锤撕裂试样的剪切面积达到97%以上。