HRB400E细晶粒热轧钢筋生产工艺及品种开发

 细晶钢筋轧制技术可以充分发挥钢铁材料的性能,减少国家稀缺合金金属的耗用,达到节约资源的目的。抚顺新钢铁有限责任公司以20MnSi钢坯成分为基础,通过化学成分调整,利用公司现有的全连轧生产线工艺装备,采用控轧控冷工艺技术,通过控制变形量、变形温度、变形速度和冷却速度,成功生产出[?16 mm]和[?20 mm]规格的铁素体晶粒度不大于9级的HRB400E细晶粒钢筋。试验结果表明,通过控轧控冷工艺,可以生产出HRB400E级热轧细晶粒钢筋,并确定了工业化生产HRB400E细晶粒钢筋的各项工艺制度。     

超高强铁素体/贝氏体双相钢的控轧控冷

通过实验室热轧机组的控轧控冷试验,研究了控轧控冷参数对超高强铁素体/贝氏体双相钢组织性能的影响。结果表明,采用不同温度终轧,轧后不同方式冷却,抗拉强度几乎都在1 000MPa以上,屈强比在0.54～0.62之间,伸长率在13%～17%之间。铁素体晶粒随终轧温度降低和冷却速度加快而细化;终冷温度降低,贝氏体量增多。经800℃终轧后层流冷却至560℃左右空冷,由于铁素体晶粒细化,组织中大量的粒状贝氏体、无碳化物贝氏体、少量的孪晶马氏体以及残余奥氏体的存在使抗拉强度达1 130MPa,伸长率达16%,强塑积达到18 080MPa.%的最高值。控轧控冷获得以铁素体/贝氏体双相组织为主并含有少量残余奥氏体+马氏体的复相组织,使试验钢具有了优异的力学性能。     

HRB400小规格热轧带肋钢筋的开发

在高速线材轧机上开发生产了400MPa级小规格热轧带肋钢筋,对HRB400冶炼成分中si含量按国标下限控制,Mn含量低于国标下限控制,不采用微合金化处理,采用控轧控冷的方法细化晶粒,提高钢的强度和塑性,从而获得强度、塑性、韧性均好的优良产品。开发的HRB400小规格热轧带肋钢筋屈服强度高、屈服点明显、抗拉强度高、塑性好、焊接性能好。产品质量符合GB1499．2—2007标准要求。     

400MPa级热轧碳素结构钢筋盘条的生产实践

张钢采用控轧控冷技术生产400MPa级热轧碳素结构钢筋盘条,控制轧制采用二阶段变形制度;轧制中间阶段的控制冷却采用设定精轧入口温度和减定径入口温度,轧后一次控制冷却采用设定吐丝温度,二次控制冷却采用开启前6台风机,开口度为85%,三次冷却采用空冷。产品组织为铁素体+珠光体,晶粒细小均匀,屈服强度448.6MPa,抗拉强度650.8MPa,伸长率29.5%,完全满足标准要求。     

HRBF500E超细晶粒抗震钢筋的开发

分析了HRBF500E超细晶粒热轧抗震钢筋的技术要求。通过化学成分和控轧控冷工艺的优化设计，不添加任何微合金元素，实现了HRBF500E超细晶粒热轧抗震钢筋的批量生产，产品质量达到了GB1499．2—2007的要求，提高了产品档次和技术含量。     

控轧控冷工艺对SCM435钢盘条组织和性能的影响

试验钢SCM435（/%:0.33~0.38C,0.15~0.35Si,0.60~0.85Mn,≤0.025P,≤0.025S,0.90~1.20Cr,0.15~0.30Mo）盘条的生产流程为80t BOF-LF-280 mm×325 mm铸坯-160 mm×160 mm热轧坯-热连轧成Φ16 mm盘条。试验研究了160 mm×160 mm热轧坯由常规轧制工艺（开轧1060℃,精轧930~950℃,吐丝860~900℃,冷却速度0.5~0.6℃/s）和控轧控冷工艺（开轧1060℃,精轧820~850℃,吐丝780~820℃,冷却速度0.4~0.5℃/s）对SCM435钢热轧盘条组织和力学性能的影响。结果表明,随着精轧温度的降低和冷却速度的减小,钢热轧盘条的组织得到改善,抗拉强度明显降低;常规工艺轧制SCM435钢热轧盘条的抗拉强度平均952 MPa,组织为铁素体+珠光体+贝氏体+马氏体,控轧控冷工艺轧制的SCM435钢热轧盘条的抗拉强度平均817 MPa,组织为均匀的铁素体+珠光体。结合控轧控冷工艺原理对钢的组织和性能变化进行了分析。     

600 MPa级热轧双相钢的研制与开发

为了满足汽车制造轻量化的行业需求,针对微合金化作用及控轧控冷工艺对双相钢组织和性能的影响展开研究,成功开发抗拉强度600 MPa级的热轧双相钢。生产实践表明,采用低C-Mn钢添加微合金元素Nb、Ti、Cr的成分优化设计,并结合控轧控冷工艺,所生产的600 MPa级热轧双相钢具有铁素体和马氏体两相组织结构,各项力学性能满足汽车用600 MPa级热轧双相钢要求。     

超级钢热轧带肋线材工业试验与生产

对成品直径为Ф6～Ф10mm的Q235钢热轧带肋超级钢线材进行了研究。经成分微调，采用碳的质量分数为0．21％～0．25％．硅的质量分数为0．3％～0．4%．锰的质量分数为0．7％～0．8％的钢坯及合理的控轧控冷工艺制度．使屈服强度提高到415～460MPa．抗拉强度与屈服强度比值大于1．2．线材产品的晶粒尺寸达到5μm．金相组织为珠光体加铁素体。经8次控轧控冷工业试验已在国内成功轧制上述超级钢线材3100t。     

微量固溶Nb在钢中的作用

在实验室条件下进行了铌的质量分数为0．013％的含铌钢和不含铌钢的热轧试验,对含铌钢TEM观察结果表明,未观察到Nb（CN）从奥氏体中形变诱导析出,Nb（CN）在铁素体中也未脱溶析出。力学性能检验结果表明,在控轧控冷工艺及其他化学成分相同的条件下,微量的固溶铌（w（Nb）=0．013％）能使铁素体晶粒细化,造成钢的屈服强度平均提高55MPa。     

400MPa级热轧带肋钢筋控轧控冷工艺应用试验

通过制定合理工艺参数,在生产线上对20MnSi连铸方坯进行了控轧控冷试验。试验结果表明,钢筋表层为回火索氏体+少量铁素体,过渡层为回火索氏体+珠光体+铁素体,半径1/2处为细小的珠光体+铁素体,晶粒度9.5级。轧制速度对控冷效果的影响最为明显,自回火温度对钢筋的组织和性能影响较大。     

轿车传动轴用钢UC2棒材的控制轧制

在五钢公司新建成的 35万t特殊钢连轧生产线上 ,对轿车传动轴用钢UC2 (% :0.49C-0.01Ti-0.01V) Φ45mm棒材进行了控制轧制试生产 ,热轧时控制进Kocks轧机的温度为 780～820℃。结果表明 ,UC2Φ4 5mm棒材晶粒度为7.5级、硬度 (HB)217、屈服强度432 MPa、抗拉强度为720MPa。全部符合离线正火材的技术协议规定的要求     

铌微合金化400 MPa Ⅲ级钢筋的开发

采用40 t EBT电弧炉40 t LF 150mm × 150mm方坯连铸工艺 ,开发了成分(%)为: 0.17～0.25C,1.20～1.45Mn,0.02～0.04Nb的400 MPaⅢ级Φ10～25mm铌微合金化钢筋。钢筋的力学性能为σ_s 420～490 MPa ,σ_b 590～680 MPa ;δ₅ 24%～30% ,自然时效8周后屈服强度下降较少。生产的Nb微合金化400 MPa Ⅲ级钢筋符合GB1499-1998标准要求。用0.02 %～0.04%Nb取代0.05%～0.10%V时,吨钢成本显著降低。     

XGZT850高强韧性非调质钻探钢管的研制

通过微合金化成分设计,2 t中频感应炉-680 kg锭-锻轧-φ94 mm×5.2 mm管-冷拔至φ89 mm×5.0mm管-880℃正火的中间试验,和50 t EBT EAF-LF-VD-210 mm×280 mm方坯连铸-轧成φ75 mm管坯-穿孔成φ75mm×5.5mm毛管-冷拔φ70.2mm×5.05mm管-880~890℃正火工业生产,成功开发XGZT850高强韧性非调质钻探钢管（/%:0.35~0.41C,0.20~0.40Si,1.4~1.70Mn,≤0.010P,≤0.010S,0.40~0.60Mo,0.04~0.10V,0.03~0.05Ti）。检验结果表明,钢管的抗拉强度1 029MPa,屈服强度931MPa,伸长率达到13.5%;组织为细小均匀的粒状贝氏体;拉伸断口为韧性断口的特征,冲击断口为准解理+韧性断口。该高强韧性非调质钻探钢管性能满足用户的要求。     

高强度螺栓用35CrMo免退火冷镦钢热轧盘条的研制

通过入减定径温度780℃,入减定径减面率42%(Φ18.4 mm→Φ14 mm),冷却速度0.42℃/s, 35CrMo钢热轧材显微组织为F+P,铁素体含量≥40%,实际晶粒度10～11级，抗拉强度≤750 MPa,断面收缩率≥60%,硬度值214～225HV,实现免退火直接进行大减面率拉拔。     

高强度弹簧钢60Si2CrVAT热处理工艺优化试验

用DIL850L相变Φ4mm×10mm小试样模拟φ26mm 60Si2CrVAT钢(/%:0.60C、0.63Mn、1.50Si、1.08Cr、0.14V)870～950℃淬火试验。结果表明,随淬火温度提高,钢残余碳化物减少,950℃淬火晶粒长大明显,择优选取910℃为淬火温度。生产检验条件下,采用910℃40 min淬火,420℃ 90 min回火,可获得较佳的综合力学性能-即抗拉强度(R_m)1940 MPa,屈服强度(R_p0.2)1 740 MPa,伸长率(A₅)9.5%,断面收缩率(Z)36.5%。     

添加微米级ZrC颗粒的低碳微合金钢力学性能研究

真空条件下,在低碳微合金钢中添加体积分数为1.1%的微米级ZrC陶瓷颗粒,在φ450 mm热轧试验机上进行轧制,轧后钢板晶粒被细化到5.5μm,其抗拉强度和屈服强度分别达到635 MPa和517.5 MPa,维氏硬度(HV5)达到214.zrC颗粒对试验钢具有明显的强化作用,在试验钢凝固结晶和后期轧制过程中均起到细化晶粒的作用.热轧钢板的显微组织为铁素体,钢中夹杂物弥散分布.     

淬回火工艺对弹簧钢60Si2CrVAT 力学性能的影响

杭钢用80 t UHP DC电弧炉-钢包炉(LF)-200 mm×200 mm连铸及700×1／650×3轧机轧制,生产直径75 mm的Q390B低合金高强度圆钢。LF精炼时控制(％)0．16-0．19C,1．35-1．52Mn,0．03～0．05V,≤0．025S,≤0．025P,喂CaSi线并全程吹氩,连铸采用长水口保护浇注。检验结果表明,钢材具有良好的表面质量、低倍组织,夹杂物≤2．0级,钢的σB 380～465 MPa,σb 545～625 MPa,δ22．0％-28．5％,A_k 98-210 J。     

铬合金化对C82D2Cr钢帘线盘条组织和性能的影响

在保证[Mn]+[Cr]含量0.5%～0.6%前提下,将Mn含量由0.50%降低到0.24%,Cr含量由0.021%提高到0.32%,以保证C82D2Cr钢淬透性,获得更高强韧性。结果表明：与C82D2钢Φ5.5 mm盘条相比,C82D2Cr钢Φ5.5 mm盘条抗拉强度提高50 MPa,断面收缩率提高4%,索氏体片层间距降低9.8%,珠光体团尺寸降低了14.5%;C82D2Cr钢不仅铁素体与渗碳体的界面处位错线明显,而且铁素体内的位错线密度增高、位错胞数量较多,可显著增加形变强化能力。经客户验证,C82D2Cr钢盘条可以满足2×0.30UT规格钢帘线的生产要求。     

15Cr2Ni3MoW钢穿孔顶头试制

以φ180 mm连轧钢管机组小系列φ158 mm穿顶为基础,选用15Cr2Ni3MoW钢作为顶头材质,通过改进冶炼、铸造等环节的工艺,达到减少顶头铸造缺陷、增加顶头致密度的目的.对热处理环节进行优化,获得了组织结构良好的氧化膜覆盖层.采用金相显微镜和扫描电镜对穿顶在各个制作阶段的金相组织、缺陷和夹杂进行观察分析.在φ180 mm连轧钢管机组上进行产品使用寿命试验,取得较好的效果.     

新型高强韧性弹簧钢40T 和44T 脱碳倾向的研究

新型高强韧性弹簧钢40T(%:0.41C-2. 12Si- 1.03Cr- 1.98Ni-0.31Mo-0.25V),44T(%:0.44C-2.28Si- 1.42Cr-0.25V)和弹簧钢60Si2CrVA(%:0.59C-1.65Si-1.11Cr-0.18V)的φ18 mm 和φ26 mm 试验钢材由北满特钢 20t电弧炉冶炼,经轧制、冷拔而成。各钢材经860～1000℃加热脱碳试验的结果表明,40T钢碳含量较低,并 有～2%Ni,其脱碳倾向明显低于44T钢和60Si2CrVA钢;880 ℃加热1 h时,40T钢没有脱碳,44T钢脱碳层深 0.05mm,60Si2CrVA钢脱碳层深0.15 mm;1000 ℃加热20 min,40T钢脱碳层深0.1 mm,44T 钢0.2 mm, 60Si2CrVA钢0.4 mm。40T钢脱碳倾向小,有利于提高弹簧的疲劳寿命。