高耐候鋼Q355GNH的生產(chǎn)試制

向華等

摘 要：文章介紹了八鋼公司Q355GNH耐侯鋼的研制情況。采用合理的成分設(shè)計，使用轉(zhuǎn)爐冶煉加LF精煉以保證鋼的純凈度。采用微合金元素強化及控制軋制控制冷卻工藝提高鋼的強度還保證良好的塑性和韌性。最終使鋼的質(zhì)量和性能全面達到國家標準規(guī)定要求。

關(guān)鍵詞：耐候鋼；控制軋制；Q355GNH

前言

耐候鋼即耐大氣腐蝕鋼，是通過添加少量合金元素使其在大氣中具有比普通碳素鋼更優(yōu)良的耐腐蝕性能的一種低合金鋼。其中Q355GNH耐候鋼已廣泛應(yīng)用于集裝箱、鐵路車輛、橋梁、建筑和空氣預(yù)熱器等需要耐大氣腐蝕的環(huán)境中。其特點是在鋼中加入少量Cu、P、Cr、Ni等合金元素，使鋼鐵材料在銹層和基體之間形成一層約50～100μm厚的致密且與基體金屬粘附性好的非晶態(tài)尖晶石型氧化物層，阻止大氣中氧和水向鋼鐵基體滲入，減緩了銹蝕向鋼鐵材料縱深發(fā)展，從而大大提高了鋼鐵材料的耐大氣腐蝕能力[1]。

近年來八鋼公司已經(jīng)成功開發(fā)了大批量Q355NH焊接耐候鋼廣泛應(yīng)用于蘭新鐵路二線防風(fēng)墻工程，為了近一步開拓產(chǎn)品，就重慶某公司客戶需求，八鋼公司進行Q355GNH高耐候鋼的生產(chǎn)研制。

1 高耐候鋼Q355GNH的技術(shù)要求及工藝流程

高耐候鋼Q355GNH與焊接耐候鋼Q355NH相比，具有更好的耐大氣腐蝕能力。需保證鋼板具有較高的強度，同時具有良好的塑性和韌性。另外一般通過添加耐腐蝕元素保證耐大氣腐蝕性指數(shù)I來反映其耐腐蝕性能良好。

工藝流程：高爐鐵水→鐵水預(yù)脫硫處理→120t轉(zhuǎn)爐→LF精煉→連鑄→板坯加熱→控制軋制→控制冷卻→堆緩冷→探傷→剪切→取樣檢驗→標識→入庫。

2 成分設(shè)計

高耐候鋼Q355GNH成分要求中必須含0.07%～0.15%磷，磷對于普通鋼來說，屬于有害元素，但是在高耐候鋼中加入Cu和P主要是為了提高耐蝕性能，并固溶強化鐵素體。銅在腐蝕過程中起著活化陰極的作用，在一定條件下可以使鋼發(fā)生陽極鈍化，從而降低腐蝕速度。另外，銅元素富集于靠近基體金屬的銹層中，在腐蝕層和銅的富集層之間形成一層緊密的氧化銅中間層，可減緩或阻止腐蝕介質(zhì)繼續(xù)向內(nèi)侵蝕。而P是陽極鈍化劑，在電解質(zhì)溶液中加速鋼的均勻溶解和Fe等的氧化速度，有助于在鋼的表面生成非晶態(tài)羥基氧化鐵致密保護膜，從而起到耐腐蝕作用，兩者配合使用耐腐蝕效果顯著。Cr也是提高低合金鋼耐大氣腐蝕性能的合金元素之一，但一般在Cu的配合下才具有明顯的效果。Cr的腐蝕電位較低，是具有鈍化傾向的元素，在大氣中促使鋼的表面形成一層致密的氧化膜（鈍化膜），從而提高鋼的耐大氣腐蝕作用。Ni也是耐大氣腐蝕的有效合金元素之一，但大量理論和試驗研究表明，Ni含量在達到3.5%以上時才有效。當Ni含量較低（<1%），鋼中又含Cu時，Ni并不能進一步改善耐大氣腐蝕性，但加入Ni可改善含銅鋼坯加熱后的熱加工性能，其原因是Ni和Cu形成合金相，可使鋼中銅富集層的熔點由1100℃變?yōu)槌^1200℃ ，從而防止了熱脆的發(fā)生。Ni和Cu含量的比例為1：3即可形成合金相，所以對含Cu0.3%的鋼控制Ni含量大于0.1%就可防止其在軋制過程中產(chǎn)生龜裂。[2]

除了添加Cr、Ni、Cu、P元素外，由于碳錳含量低，為了保證強度，還添加細化晶粒元素Nb、Ti等。為了分析不同Cr含量與Nb含量對力學(xué)性能的影響，設(shè)計了A、B兩套成分進行試驗。

3 煉鋼主要工藝

通過向鐵包中加入石灰粉或噴吹Mg+CaO進行預(yù)脫硫處理，脫硫完畢后進行扒渣處理，確保入爐鐵水w（S）≤0.01%。采用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，頂吹或頂?shù)讖?fù)合吹煉，應(yīng)用了擋渣出鋼、吹氬等工藝，以確保鋼水質(zhì)量；LF精煉采取大渣量精煉，并保證充足的精煉時間，確保白渣精煉效果。在LF內(nèi)保證微正壓氣氛，并配合底吹氬，保證良好的脫硫動力學(xué)條件，并運用鈣處理使鋼中MnS夾雜物和AL2O3夾雜物變性。連鑄保護渣采用耐候鋼專用保護渣，連鑄前對鋼液進行成分微調(diào)，控制罐內(nèi)鋼水溫度至終點目標；中間罐采用浸入式水口，氬氣保護澆注；嚴格控制拉坯速度、二冷水參數(shù)及鋼坯矯直溫度，連鑄坯表面質(zhì)量好。

4 加熱與軋制工藝

4.1 板坯加熱

連鑄坯中的鈮主要以大顆粒的碳、氮化合物形式存在，當加熱溫度較低時，未溶解的鈮和碳、氮化合物粗大顆粒保留在軋后的鋼板組織中，對鋼板幾乎不起強化作用，因此加熱時應(yīng)保證有足夠的鈮固溶到奧氏體中。另外為了防止奧氏體晶粒粗化，因此Q355GNH的加熱溫度不能太低也不能太高，最終加熱溫度確定為1200～1250℃，以保證微合金元素充分固溶到奧氏體中。

4.2 控制軋制

軋制工藝以細化晶粒、提高強度、改善韌性為主要目的。采用再結(jié)晶區(qū)和未再結(jié)晶區(qū)兩階段控制軋制工藝，使終軋溫度盡可能接近相變點，保證控軋細化晶粒的效果。根據(jù)鈮在軋制時延遲奧氏體再結(jié)晶以及鈮、釩的碳化物、氮化物的溶解-析出特性，制定Q355GNH的具體控制軋制工藝。

板坯開軋溫度為1070～l110℃，在軋制的第一階段單道次采用較大的壓下量，以細化奧氏體晶粒，道次壓下率控制在10%以上。第二階段的開軋溫度設(shè)定為≤980℃，待溫后總壓下率≥50%，以細化晶粒提高鋼板的強度和韌性；終軋溫度設(shè)定為（830±20）℃，控制較低的終軋溫度可以保證奧氏體相變后獲得細小的鐵素體組織。軋后采取控制冷卻工藝進行對比試驗，通過控制冷卻可以使晶粒更細小。

1號、2號鋼板與3號、4號鋼板對比空冷方式與水冷方式性能差異；5號、6號鋼板與7號、8號鋼板在空冷方式下對比成分對性能的影響。

5 試制Q355GNH鋼板性能檢測

5.1 試驗鋼的力學(xué)性能

所有試驗鋼性能都滿足Q355GNH高耐候鋼國家標準GB/T 4171-2008要求。

通過5號、6號試樣與7號、8號試樣對比可以發(fā)現(xiàn)，在壓縮比相同的情況下，當Nb、Cr含量增加時，鋼板抗拉強度、屈服強度增加明顯，延伸率略有下降，韌性相差不大。

通過1號、2號試樣與3號、4號試樣對比可以發(fā)現(xiàn)，在壓縮比相同的情況下，當采取水冷時，鋼板抗拉強度、屈服強度增加明顯，延伸率下降，韌性相差不大。

通過金相觀察：鋼板金相組織為鐵素體和少量珠光體，顯微組織分布均勻，晶粒度為9.5～11級。

6 結(jié)束語

（1）Q355GNH鋼生產(chǎn)工藝路線符合八鋼煉鋼廠和軋鋼廠的設(shè)備條件，合理可行。（2）通過試生產(chǎn)Q355GNH鋼，掌握了磷的合金化和含銅鋼的表面質(zhì)量控制技術(shù)， 為八鋼公司今后生產(chǎn)含銅鋼和含磷鋼積累了經(jīng)驗。（3）采用Nb+Ti微合金化及控軋控冷工藝開發(fā)的新鋼種，實現(xiàn)了高耐候鋼高強度的同時，還具有良好的塑性和韌性。（4）八鋼首次試生產(chǎn)Q355GNH 鋼，其化學(xué)成分和力學(xué)性能全部合格，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，完全滿足用戶及國家標準的要求，目前該產(chǎn)品已經(jīng)具備批量生產(chǎn)條件。

參考文獻

[1]徐增華.金屬耐蝕材料[J].腐蝕與防護，2001，22（3）：135～138.

[2]王東明，郭曉宏.鞍鋼09CuPCrNi耐大氣腐蝕熱軋帶鋼的開發(fā)[J].鞍鋼技術(shù)，2002，4，45～49.

作者簡介：向華，男，漢族，軋鋼助理工程師，鋼鐵新產(chǎn)品研究，寶鋼集團八鋼公司制造管理部。endprint

摘 要：文章介紹了八鋼公司Q355GNH耐侯鋼的研制情況。采用合理的成分設(shè)計，使用轉(zhuǎn)爐冶煉加LF精煉以保證鋼的純凈度。采用微合金元素強化及控制軋制控制冷卻工藝提高鋼的強度還保證良好的塑性和韌性。最終使鋼的質(zhì)量和性能全面達到國家標準規(guī)定要求。

關(guān)鍵詞：耐候鋼；控制軋制；Q355GNH

前言

耐候鋼即耐大氣腐蝕鋼，是通過添加少量合金元素使其在大氣中具有比普通碳素鋼更優(yōu)良的耐腐蝕性能的一種低合金鋼。其中Q355GNH耐候鋼已廣泛應(yīng)用于集裝箱、鐵路車輛、橋梁、建筑和空氣預(yù)熱器等需要耐大氣腐蝕的環(huán)境中。其特點是在鋼中加入少量Cu、P、Cr、Ni等合金元素，使鋼鐵材料在銹層和基體之間形成一層約50～100μm厚的致密且與基體金屬粘附性好的非晶態(tài)尖晶石型氧化物層，阻止大氣中氧和水向鋼鐵基體滲入，減緩了銹蝕向鋼鐵材料縱深發(fā)展，從而大大提高了鋼鐵材料的耐大氣腐蝕能力[1]。

近年來八鋼公司已經(jīng)成功開發(fā)了大批量Q355NH焊接耐候鋼廣泛應(yīng)用于蘭新鐵路二線防風(fēng)墻工程，為了近一步開拓產(chǎn)品，就重慶某公司客戶需求，八鋼公司進行Q355GNH高耐候鋼的生產(chǎn)研制。

1 高耐候鋼Q355GNH的技術(shù)要求及工藝流程

高耐候鋼Q355GNH與焊接耐候鋼Q355NH相比，具有更好的耐大氣腐蝕能力。需保證鋼板具有較高的強度，同時具有良好的塑性和韌性。另外一般通過添加耐腐蝕元素保證耐大氣腐蝕性指數(shù)I來反映其耐腐蝕性能良好。

工藝流程：高爐鐵水→鐵水預(yù)脫硫處理→120t轉(zhuǎn)爐→LF精煉→連鑄→板坯加熱→控制軋制→控制冷卻→堆緩冷→探傷→剪切→取樣檢驗→標識→入庫。

2 成分設(shè)計

高耐候鋼Q355GNH成分要求中必須含0.07%～0.15%磷，磷對于普通鋼來說，屬于有害元素，但是在高耐候鋼中加入Cu和P主要是為了提高耐蝕性能，并固溶強化鐵素體。銅在腐蝕過程中起著活化陰極的作用，在一定條件下可以使鋼發(fā)生陽極鈍化，從而降低腐蝕速度。另外，銅元素富集于靠近基體金屬的銹層中，在腐蝕層和銅的富集層之間形成一層緊密的氧化銅中間層，可減緩或阻止腐蝕介質(zhì)繼續(xù)向內(nèi)侵蝕。而P是陽極鈍化劑，在電解質(zhì)溶液中加速鋼的均勻溶解和Fe等的氧化速度，有助于在鋼的表面生成非晶態(tài)羥基氧化鐵致密保護膜，從而起到耐腐蝕作用，兩者配合使用耐腐蝕效果顯著。Cr也是提高低合金鋼耐大氣腐蝕性能的合金元素之一，但一般在Cu的配合下才具有明顯的效果。Cr的腐蝕電位較低，是具有鈍化傾向的元素，在大氣中促使鋼的表面形成一層致密的氧化膜（鈍化膜），從而提高鋼的耐大氣腐蝕作用。Ni也是耐大氣腐蝕的有效合金元素之一，但大量理論和試驗研究表明，Ni含量在達到3.5%以上時才有效。當Ni含量較低（<1%），鋼中又含Cu時，Ni并不能進一步改善耐大氣腐蝕性，但加入Ni可改善含銅鋼坯加熱后的熱加工性能，其原因是Ni和Cu形成合金相，可使鋼中銅富集層的熔點由1100℃變?yōu)槌^1200℃ ，從而防止了熱脆的發(fā)生。Ni和Cu含量的比例為1：3即可形成合金相，所以對含Cu0.3%的鋼控制Ni含量大于0.1%就可防止其在軋制過程中產(chǎn)生龜裂。[2]

除了添加Cr、Ni、Cu、P元素外，由于碳錳含量低，為了保證強度，還添加細化晶粒元素Nb、Ti等。為了分析不同Cr含量與Nb含量對力學(xué)性能的影響，設(shè)計了A、B兩套成分進行試驗。

3 煉鋼主要工藝

通過向鐵包中加入石灰粉或噴吹Mg+CaO進行預(yù)脫硫處理，脫硫完畢后進行扒渣處理，確保入爐鐵水w（S）≤0.01%。采用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，頂吹或頂?shù)讖?fù)合吹煉，應(yīng)用了擋渣出鋼、吹氬等工藝，以確保鋼水質(zhì)量；LF精煉采取大渣量精煉，并保證充足的精煉時間，確保白渣精煉效果。在LF內(nèi)保證微正壓氣氛，并配合底吹氬，保證良好的脫硫動力學(xué)條件，并運用鈣處理使鋼中MnS夾雜物和AL2O3夾雜物變性。連鑄保護渣采用耐候鋼專用保護渣，連鑄前對鋼液進行成分微調(diào)，控制罐內(nèi)鋼水溫度至終點目標；中間罐采用浸入式水口，氬氣保護澆注；嚴格控制拉坯速度、二冷水參數(shù)及鋼坯矯直溫度，連鑄坯表面質(zhì)量好。

4 加熱與軋制工藝

4.1 板坯加熱

連鑄坯中的鈮主要以大顆粒的碳、氮化合物形式存在，當加熱溫度較低時，未溶解的鈮和碳、氮化合物粗大顆粒保留在軋后的鋼板組織中，對鋼板幾乎不起強化作用，因此加熱時應(yīng)保證有足夠的鈮固溶到奧氏體中。另外為了防止奧氏體晶粒粗化，因此Q355GNH的加熱溫度不能太低也不能太高，最終加熱溫度確定為1200～1250℃，以保證微合金元素充分固溶到奧氏體中。

4.2 控制軋制

軋制工藝以細化晶粒、提高強度、改善韌性為主要目的。采用再結(jié)晶區(qū)和未再結(jié)晶區(qū)兩階段控制軋制工藝，使終軋溫度盡可能接近相變點，保證控軋細化晶粒的效果。根據(jù)鈮在軋制時延遲奧氏體再結(jié)晶以及鈮、釩的碳化物、氮化物的溶解-析出特性，制定Q355GNH的具體控制軋制工藝。

板坯開軋溫度為1070～l110℃，在軋制的第一階段單道次采用較大的壓下量，以細化奧氏體晶粒，道次壓下率控制在10%以上。第二階段的開軋溫度設(shè)定為≤980℃，待溫后總壓下率≥50%，以細化晶粒提高鋼板的強度和韌性；終軋溫度設(shè)定為（830±20）℃，控制較低的終軋溫度可以保證奧氏體相變后獲得細小的鐵素體組織。軋后采取控制冷卻工藝進行對比試驗，通過控制冷卻可以使晶粒更細小。

1號、2號鋼板與3號、4號鋼板對比空冷方式與水冷方式性能差異；5號、6號鋼板與7號、8號鋼板在空冷方式下對比成分對性能的影響。

5 試制Q355GNH鋼板性能檢測

5.1 試驗鋼的力學(xué)性能

所有試驗鋼性能都滿足Q355GNH高耐候鋼國家標準GB/T 4171-2008要求。

通過5號、6號試樣與7號、8號試樣對比可以發(fā)現(xiàn)，在壓縮比相同的情況下，當Nb、Cr含量增加時，鋼板抗拉強度、屈服強度增加明顯，延伸率略有下降，韌性相差不大。

通過1號、2號試樣與3號、4號試樣對比可以發(fā)現(xiàn)，在壓縮比相同的情況下，當采取水冷時，鋼板抗拉強度、屈服強度增加明顯，延伸率下降，韌性相差不大。

通過金相觀察：鋼板金相組織為鐵素體和少量珠光體，顯微組織分布均勻，晶粒度為9.5～11級。

6 結(jié)束語

（1）Q355GNH鋼生產(chǎn)工藝路線符合八鋼煉鋼廠和軋鋼廠的設(shè)備條件，合理可行。（2）通過試生產(chǎn)Q355GNH鋼，掌握了磷的合金化和含銅鋼的表面質(zhì)量控制技術(shù)， 為八鋼公司今后生產(chǎn)含銅鋼和含磷鋼積累了經(jīng)驗。（3）采用Nb+Ti微合金化及控軋控冷工藝開發(fā)的新鋼種，實現(xiàn)了高耐候鋼高強度的同時，還具有良好的塑性和韌性。（4）八鋼首次試生產(chǎn)Q355GNH 鋼，其化學(xué)成分和力學(xué)性能全部合格，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，完全滿足用戶及國家標準的要求，目前該產(chǎn)品已經(jīng)具備批量生產(chǎn)條件。

參考文獻

[1]徐增華.金屬耐蝕材料[J].腐蝕與防護，2001，22（3）：135～138.

[2]王東明，郭曉宏.鞍鋼09CuPCrNi耐大氣腐蝕熱軋帶鋼的開發(fā)[J].鞍鋼技術(shù)，2002，4，45～49.

作者簡介：向華，男，漢族，軋鋼助理工程師，鋼鐵新產(chǎn)品研究，寶鋼集團八鋼公司制造管理部。endprint

摘 要：文章介紹了八鋼公司Q355GNH耐侯鋼的研制情況。采用合理的成分設(shè)計，使用轉(zhuǎn)爐冶煉加LF精煉以保證鋼的純凈度。采用微合金元素強化及控制軋制控制冷卻工藝提高鋼的強度還保證良好的塑性和韌性。最終使鋼的質(zhì)量和性能全面達到國家標準規(guī)定要求。

關(guān)鍵詞：耐候鋼；控制軋制；Q355GNH

前言

耐候鋼即耐大氣腐蝕鋼，是通過添加少量合金元素使其在大氣中具有比普通碳素鋼更優(yōu)良的耐腐蝕性能的一種低合金鋼。其中Q355GNH耐候鋼已廣泛應(yīng)用于集裝箱、鐵路車輛、橋梁、建筑和空氣預(yù)熱器等需要耐大氣腐蝕的環(huán)境中。其特點是在鋼中加入少量Cu、P、Cr、Ni等合金元素，使鋼鐵材料在銹層和基體之間形成一層約50～100μm厚的致密且與基體金屬粘附性好的非晶態(tài)尖晶石型氧化物層，阻止大氣中氧和水向鋼鐵基體滲入，減緩了銹蝕向鋼鐵材料縱深發(fā)展，從而大大提高了鋼鐵材料的耐大氣腐蝕能力[1]。

近年來八鋼公司已經(jīng)成功開發(fā)了大批量Q355NH焊接耐候鋼廣泛應(yīng)用于蘭新鐵路二線防風(fēng)墻工程，為了近一步開拓產(chǎn)品，就重慶某公司客戶需求，八鋼公司進行Q355GNH高耐候鋼的生產(chǎn)研制。

1 高耐候鋼Q355GNH的技術(shù)要求及工藝流程

高耐候鋼Q355GNH與焊接耐候鋼Q355NH相比，具有更好的耐大氣腐蝕能力。需保證鋼板具有較高的強度，同時具有良好的塑性和韌性。另外一般通過添加耐腐蝕元素保證耐大氣腐蝕性指數(shù)I來反映其耐腐蝕性能良好。

工藝流程：高爐鐵水→鐵水預(yù)脫硫處理→120t轉(zhuǎn)爐→LF精煉→連鑄→板坯加熱→控制軋制→控制冷卻→堆緩冷→探傷→剪切→取樣檢驗→標識→入庫。

2 成分設(shè)計

高耐候鋼Q355GNH成分要求中必須含0.07%～0.15%磷，磷對于普通鋼來說，屬于有害元素，但是在高耐候鋼中加入Cu和P主要是為了提高耐蝕性能，并固溶強化鐵素體。銅在腐蝕過程中起著活化陰極的作用，在一定條件下可以使鋼發(fā)生陽極鈍化，從而降低腐蝕速度。另外，銅元素富集于靠近基體金屬的銹層中，在腐蝕層和銅的富集層之間形成一層緊密的氧化銅中間層，可減緩或阻止腐蝕介質(zhì)繼續(xù)向內(nèi)侵蝕。而P是陽極鈍化劑，在電解質(zhì)溶液中加速鋼的均勻溶解和Fe等的氧化速度，有助于在鋼的表面生成非晶態(tài)羥基氧化鐵致密保護膜，從而起到耐腐蝕作用，兩者配合使用耐腐蝕效果顯著。Cr也是提高低合金鋼耐大氣腐蝕性能的合金元素之一，但一般在Cu的配合下才具有明顯的效果。Cr的腐蝕電位較低，是具有鈍化傾向的元素，在大氣中促使鋼的表面形成一層致密的氧化膜（鈍化膜），從而提高鋼的耐大氣腐蝕作用。Ni也是耐大氣腐蝕的有效合金元素之一，但大量理論和試驗研究表明，Ni含量在達到3.5%以上時才有效。當Ni含量較低（<1%），鋼中又含Cu時，Ni并不能進一步改善耐大氣腐蝕性，但加入Ni可改善含銅鋼坯加熱后的熱加工性能，其原因是Ni和Cu形成合金相，可使鋼中銅富集層的熔點由1100℃變?yōu)槌^1200℃ ，從而防止了熱脆的發(fā)生。Ni和Cu含量的比例為1：3即可形成合金相，所以對含Cu0.3%的鋼控制Ni含量大于0.1%就可防止其在軋制過程中產(chǎn)生龜裂。[2]

除了添加Cr、Ni、Cu、P元素外，由于碳錳含量低，為了保證強度，還添加細化晶粒元素Nb、Ti等。為了分析不同Cr含量與Nb含量對力學(xué)性能的影響，設(shè)計了A、B兩套成分進行試驗。

3 煉鋼主要工藝

通過向鐵包中加入石灰粉或噴吹Mg+CaO進行預(yù)脫硫處理，脫硫完畢后進行扒渣處理，確保入爐鐵水w（S）≤0.01%。采用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，頂吹或頂?shù)讖?fù)合吹煉，應(yīng)用了擋渣出鋼、吹氬等工藝，以確保鋼水質(zhì)量；LF精煉采取大渣量精煉，并保證充足的精煉時間，確保白渣精煉效果。在LF內(nèi)保證微正壓氣氛，并配合底吹氬，保證良好的脫硫動力學(xué)條件，并運用鈣處理使鋼中MnS夾雜物和AL2O3夾雜物變性。連鑄保護渣采用耐候鋼專用保護渣，連鑄前對鋼液進行成分微調(diào)，控制罐內(nèi)鋼水溫度至終點目標；中間罐采用浸入式水口，氬氣保護澆注；嚴格控制拉坯速度、二冷水參數(shù)及鋼坯矯直溫度，連鑄坯表面質(zhì)量好。

4 加熱與軋制工藝

4.1 板坯加熱

連鑄坯中的鈮主要以大顆粒的碳、氮化合物形式存在，當加熱溫度較低時，未溶解的鈮和碳、氮化合物粗大顆粒保留在軋后的鋼板組織中，對鋼板幾乎不起強化作用，因此加熱時應(yīng)保證有足夠的鈮固溶到奧氏體中。另外為了防止奧氏體晶粒粗化，因此Q355GNH的加熱溫度不能太低也不能太高，最終加熱溫度確定為1200～1250℃，以保證微合金元素充分固溶到奧氏體中。

4.2 控制軋制

軋制工藝以細化晶粒、提高強度、改善韌性為主要目的。采用再結(jié)晶區(qū)和未再結(jié)晶區(qū)兩階段控制軋制工藝，使終軋溫度盡可能接近相變點，保證控軋細化晶粒的效果。根據(jù)鈮在軋制時延遲奧氏體再結(jié)晶以及鈮、釩的碳化物、氮化物的溶解-析出特性，制定Q355GNH的具體控制軋制工藝。

板坯開軋溫度為1070～l110℃，在軋制的第一階段單道次采用較大的壓下量，以細化奧氏體晶粒，道次壓下率控制在10%以上。第二階段的開軋溫度設(shè)定為≤980℃，待溫后總壓下率≥50%，以細化晶粒提高鋼板的強度和韌性；終軋溫度設(shè)定為（830±20）℃，控制較低的終軋溫度可以保證奧氏體相變后獲得細小的鐵素體組織。軋后采取控制冷卻工藝進行對比試驗，通過控制冷卻可以使晶粒更細小。

1號、2號鋼板與3號、4號鋼板對比空冷方式與水冷方式性能差異；5號、6號鋼板與7號、8號鋼板在空冷方式下對比成分對性能的影響。

5 試制Q355GNH鋼板性能檢測

5.1 試驗鋼的力學(xué)性能

所有試驗鋼性能都滿足Q355GNH高耐候鋼國家標準GB/T 4171-2008要求。

通過5號、6號試樣與7號、8號試樣對比可以發(fā)現(xiàn)，在壓縮比相同的情況下，當Nb、Cr含量增加時，鋼板抗拉強度、屈服強度增加明顯，延伸率略有下降，韌性相差不大。

通過1號、2號試樣與3號、4號試樣對比可以發(fā)現(xiàn)，在壓縮比相同的情況下，當采取水冷時，鋼板抗拉強度、屈服強度增加明顯，延伸率下降，韌性相差不大。

通過金相觀察：鋼板金相組織為鐵素體和少量珠光體，顯微組織分布均勻，晶粒度為9.5～11級。

6 結(jié)束語

（1）Q355GNH鋼生產(chǎn)工藝路線符合八鋼煉鋼廠和軋鋼廠的設(shè)備條件，合理可行。（2）通過試生產(chǎn)Q355GNH鋼，掌握了磷的合金化和含銅鋼的表面質(zhì)量控制技術(shù)， 為八鋼公司今后生產(chǎn)含銅鋼和含磷鋼積累了經(jīng)驗。（3）采用Nb+Ti微合金化及控軋控冷工藝開發(fā)的新鋼種，實現(xiàn)了高耐候鋼高強度的同時，還具有良好的塑性和韌性。（4）八鋼首次試生產(chǎn)Q355GNH 鋼，其化學(xué)成分和力學(xué)性能全部合格，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，完全滿足用戶及國家標準的要求，目前該產(chǎn)品已經(jīng)具備批量生產(chǎn)條件。

參考文獻

[1]徐增華.金屬耐蝕材料[J].腐蝕與防護，2001，22（3）：135～138.

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作者簡介：向華，男，漢族，軋鋼助理工程師，鋼鐵新產(chǎn)品研究，寶鋼集團八鋼公司制造管理部。endprint