应用DQ工艺研发调质高强钢的生产实践

舞钢新宽厚板生产线MULPIC在线快冷装备具有高速冷却等技术特点,结合控制轧制和在线快冷装备,采用直接淬火（DQ）工艺,研究开发了最高级别至960 MPa的系列高强工程机械用钢。结果表明：利用直接淬火和离线回火的工艺,可生产出40 mm厚的WQ960E调质钢,屈服强度达到1 010 MPa,抗拉强度达到1 070 MPa,-40℃横向冲击功均值达到41 J以上。     

正火后控冷工艺在厚规格船板开发中的应用

 采用正火工艺与控制冷却相结合的“正火控冷工艺”,奥氏体化温度与一般正火温度相同,正火后进行水冷,得到更细小的铁素体+珠光体组织。针对120mm E36船板钢的开发进行了试验研究,正火后利用淬火机“弱水冷”模式进行水冷,终冷温度600~650℃。与传统正火后空冷相比,塑性未降低,强度提高约15MPa,低温韧性良好,特别是心部-60℃冲击功大于100J,获得了更为细小均匀的铁素体+珠光体组织,各项性能满足E36船板标准要求,对特厚船板的开发具有重要意义。     

组织状态对X120管线钢力学性能的影响

在实验室条件下对热轧X120管线钢进行两种不同工艺淬火,研究了回火温度对不同淬火态试验钢组织力学性能的影响。试验结果表明:直接快冷工艺下,显微组织以板条铁素体+马氏体为主;缓冷+直接快冷工艺下以粒状贝氏体+板条铁素体+马氏体为主。随回火温度升高,两种试验钢强度均出现起伏,在400~500℃范围内回火后,冲击功和伸长率均得到改善;采用直接快冷工艺在350℃和600℃回火后出现断口分离现象,从而导致力学性能波动,而缓冷+快冷工艺在回火过程中力学性能稳定性较好。因此,采用缓冷+快冷工艺+(450~500℃)回火,其力学性能达到X120级管线钢性能要求。     

厚壁X65Q钢级管线用无缝钢管的研制

采用微合金化技术,以低C含Mn钢为基础,设计出壁厚大于25 mm X65Q钢级管线用无缝钢管的化学成分,并通过实验室研究确定出最佳热处理工艺。试验结果表明,采用“910℃淬火+670℃回火”热处理工艺时,材料的强度及低温冲击韧性匹配良好,钢中的显微组织主要为贝氏体+少量回火索氏体,晶粒度为8.5级;工业化批量生产检验,材料在-30℃低温冲击功达120 J以上,材料的屈服强度有近80 MPa富余量。设计的钢种可用于壁厚大于25 mm的X65Q及以上钢级管线管生产,满足用户相关性能指标要求。     

160MPa级建筑抗震用极低屈服点钢板的开发

选择合理成分设计及轧制工艺,开发出满足GB/T28905—2012要求的40 mm和80 mm厚160 MPa级建筑抗震用低屈服点钢。所开发的40 mm钢板的微观组织为F+B,晶粒度为7~7.5级,屈服强度在157~168 MPa,抗拉强度在291~304 MPa,0℃下冲击功在289~311 J;所开发的80 mm钢板微观组织为F,晶粒度为5~5.5级,屈服强度在150~163 MPa,抗拉强度为280~285 MPa,0℃下冲击功在73~92 J。试制的LY160钢板具有良好的高应变低周疲劳性能和焊接性能,为160 MPa级低屈服点钢的工业试制提供了依据。     

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。     

超快冷工艺下600MPa高强钢的组织与性能

 以一种屈服强度为600MPa的热轧高强钢为研究对象,进行了超快冷工艺与层流冷却工艺的对比试验,对试验钢进行了力学性能、SEM、TEM及EDS分析。结果表明：与层流冷却工艺相比,超快冷工艺有效提高了钢的性能,屈服强度和抗拉强度分别提高了90和60MPa,其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为670、740MPa及19％,－20℃冲击功为105J,具有良好的强度及韧性。经过超快冷后,试验钢的组织为细化的铁素体,其强化相为细小的铁素体及细小析出物。     

深海用厚壁X70管线钢的性能研究

通过低C、Nb、Ti微合金化、复合添加Cr、Mo的成分设计以及合理的TMCP工艺,开发出31.8 mm厚深海用X70管线钢,并对试制钢板的组织和性能进行深入分析、研究.试制钢板的组织为多边形铁素体、针状铁素体和贝氏体复相组织,屈服强度达到520 MPa以上,屈强比＜0.85,-20℃冲击功达到300 J以上,-10℃横向落锤撕裂(DWTT)剪切面积＞90％.试制深海用厚壁X70管线钢具有高强度、低屈强比、高韧性和优良低温抗动态撕裂能力的良好匹配.     

热处理工艺对F550海洋平台用钢组织与性能的影响

通过对不同淬火、回火工艺处理后的F550海洋平台用钢的力学性能、断口形貌、微观组织等进行分析,探讨了淬火、回火工艺参数对钢板性能及组织的影响。结果表明,淬火温度越高,组织晶粒越细小;随回火温度的升高,组织粗化,位错密度减少,钢板强度降低,塑性和韧性提高。16mm厚F550钢板最佳调质工艺为:880℃×120min淬火,630℃×220min回火。调质处理后钢板组织为粒状贝氏体+少量板条铁素体,屈服强度580MPa,抗拉强度660MPa,断后伸长率23%,-60℃冲击功稳定在210J以上。     

31.75mm厚规格X65M管线钢的开发

以低碳微合金设计为基础,采用洁净钢冶金技术,通过两阶段轧制和ACC层流冷却工艺来保证钢板的强度和高韧性,济钢开发了厚规格X65M管线钢。钢板具有针状铁素体和贝氏体混合组织,屈服强度470~520 MPa,抗拉强度600~700 MPa,屈强比0.76~0.85;-60℃夏比冲击功均值在290 J以上,-20℃DWTT在90%以上,各项性能指标满足标准要求。结合新开发的制管工艺,使批量生产的厚规格X65M焊管具有充足的强度富裕量、高的低温韧性和焊接性能。     

屈服强度785 MPa低碳含铜船板钢的组织和性能

 研究了一种屈服强度大于785 MPa的船板钢,测试了其动态连续冷却相变曲线（CCT）,研究了试验钢经控制轧制+直接淬火+回火（DQ- T）工艺处理后的组织性能。结果表明,直接淬火（DQ）钢板组织为板条马氏体（LM）,回火后铜、铌元素呈弥散析出。经500 ℃回火钢板的强度最高,冲击韧性（KV2）最低。钢板经710 ℃回火,其组织为二次马氏体（SLM）+铁素体,屈服强度（Re）为810 MPa,抗拉强度（Rm）为 1 066 MPa,伸长率（A）为17%,在-80 ℃下KV2为97 J,达到最佳强韧性匹配。     

TMCP型Q500qENH特厚耐候桥梁钢板的工业试制

 提出一种低碳微合金MnCuNiCrMo钢,测试了其过冷奥氏体连续冷却相变（CCT）曲线,分别研究未再结晶区变形量、冷却速率对其相变行为的影响。使用厚板坯连铸(CC)—钢板控轧控冷(TMCP)工艺流程,在5m宽厚板工业生产线上成功开发出60mm特厚Q500qENH桥梁钢板。开发钢板的显微组织为细密粒状贝氏体(GB)+针状铁素体(AF)+多边形铁素体(PF);横向室温屈服强度大于560MPa,抗拉强度大于660MPa, 伸长率大于20%;Z向面缩率大于76%;-40℃下纵向Charpy冲击吸收能量(KV2)大于170J;零塑性温度为-85℃。     

调质处理工艺对微合金化Q960E钢70 mm板组织性能的影响

采用890～920℃淬火和560～600℃回火工艺对Q960E钢70 mm板进行性能测试,并利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对Q960E钢板显微组织进行分析。结果表明：采用920℃淬火和560℃回火工艺的钢板强韧性匹配最优(UTS 1048 MPa, YS 1005 MPa, el.14%,-40℃KV₂ 52～61 J),钢板全厚度方向性能分布相对均匀,硬度值为27.5～33HRC;组织从表面至心部为回火索氏体和残余奥氏体。     

低成本工程机械用Q690E级高强钢的热处理工艺与工业化

  以低成本、高附加值Q690E级调质板开发为目标,研究了亚温热处理与调质热处理工艺参数对试验钢显微组织与力学性能的影响。结果表明：在进行810℃亚温淬火处理的前躯体中存在大块状的铁素体时,易导致试验钢的低温冲击韧性恶化;以板条马氏体为前躯体经相同亚温淬火后,显微结构为更加细小的马氏体和以条状形态呈平行趋势分布在马氏体之间的铁素体两相混合组织,试验钢的-40℃冲击功值高达247J,但强度较低;常规调质热处理后的试验钢具有良好的综合力学性能,采用修正后的工艺参数,工业试制6~60mm规格产品的强韧性能均明显超过相关标准要求。     

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%。     

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。     

Development of high strength heavy plate A517Q for offshore platform rack

This paper introduces the research and development of high strength A517Q developed by Baosteel for platform rack,with micro-alloying adding suitable quenching and tempering process,trial thickness of 127 - 178 mm high-strength A517Q.The trial plate crossing thickness has a uniform mechanical properties, yield strength greater than 700 MPa,tensile strength than 790 MPa,the Charpy impact than 90 J at -40℃, aging impact than 69 J,has high strength and excellent low temperature impact toughness,While the plate has excellent resistance to crack tearing ability of low-temperature,NDT is less than -45℃.The Developing heavy plates had been used for manufacturing racks of 200-foot jack-up offshore platform,the performance meeting the requirements of the ABS,CCS classification societies.     

Development of JG785E High Strength High Toughness Steel Plates

A high strength structure steel plate --brand JG785E, which with more than 690MPa yield strength ,more than 47 joules toughness at minus 40℃ has been developed by Jigang of Shandong Steel Group P. R. China. The steel plates can be easily welded in engineering structure due to its lower carbon equivalent value. The maximum thickness of heavy plate is 50.88mm (2 inch), the yield strength is 710-860MPa, the toughness of steel plate is 139~336J at the temperature of - 40℃ . The microstructure of steel plate is lower carbon Bainite. The main solid dissolve elements are silicon and manganese. All parameters of reheating, rolling and accelerating cooling are controlled strictly. This TMCP procedure can ensure to get better mechanical properties of steel plates, and to keep the market competitive power and lower cost of manufacture. The cleanness of steel is high by refined in ladle furnace (LF), the contents of P and S is lower. It is the low carbon Bainite microstructure that possesses the high strength, excellent lower temperature toughness and better weld-ability without preheat process. The JG785E is typical brand of the Jigang’s high strength steel brands as the S690QL conforms to EN10025-6 and as the ASTM A514M conforms to USA quenching and tempering steel specification.