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    Q460C低合金結(jié)構(gòu)鋼板的開發(fā)及工藝優(yōu)化

    2016-05-05 03:46:55巫曉捷
    關(guān)鍵詞:化學(xué)成分力學(xué)性能

    巫曉捷

    摘 要:文章簡(jiǎn)單介紹了目前的鋼鐵行業(yè)形勢(shì),在此背景下三鋼中板廠致力于新品種的開發(fā)研究;重點(diǎn)介紹了首批Q460C的試軋方案和檢測(cè)結(jié)果,對(duì)其力學(xué)性能與金相組織進(jìn)行了分析總結(jié),得出結(jié)果厚度16 ~40 mm板金相正常,各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足國(guó)標(biāo)要求,具備批量化生產(chǎn)的條件,厚度40 mm板的屈服強(qiáng)度富余量較小,通過(guò)合理的軋制、控冷工藝優(yōu)化,有效的解決了屈服強(qiáng)度富余量較小的難題。ax

    關(guān)鍵詞:Q460C;力學(xué)性能;金相組織;化學(xué)成分

    中圖分類號(hào):TG335 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2016)12-0009-02

    1 概 述

    目前,國(guó)內(nèi)鋼材市場(chǎng)供大于求矛盾突顯,價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,鋼鐵行業(yè)面臨的形勢(shì)仍然嚴(yán)峻,新技術(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)取得突出進(jìn)步,才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中搶占先機(jī),贏得主動(dòng)。[1]Q460C板的成功開發(fā),能夠進(jìn)一步提高我司板材產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)并豐富板材產(chǎn)品的品種,增強(qiáng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,有利于緩解當(dāng)前板材訂單量不足、生產(chǎn)未飽和的局面,為我司研發(fā)更高級(jí)別的鋼板和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化奠定良好的基礎(chǔ)。

    Q460C是一種低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼,具有較高的強(qiáng)度,良好的抗疲勞性能和低溫韌性,冷成型與焊接性能良好。主要適應(yīng)于制作高強(qiáng)度工程機(jī)械、煤礦液壓支架、起重機(jī)吊臂支腿、車架、鋼結(jié)構(gòu)等,特別重要的是低溫高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件。

    2 首批試軋工藝方案

    2.1 坯料規(guī)格與成品規(guī)格

    根據(jù)市場(chǎng)Q460C訂單要求,中板廠組織安排試軋厚度為16~40 mm的Q460C鋼板;

    采用的坯料規(guī)格為220 mm×1600 mm×L;

    軋制成品規(guī)格有:16 mm×2400 mm×L、28 mm× 2 200 mm×L、30 mm×2 000 mm×L、40 mm×2 200 mm×L。

    2.2 坯料成分設(shè)計(jì)

    Q460C試軋坯料的化學(xué)成分,見表1。

    ①坯料化學(xué)成分的[N]目標(biāo)值≤53 ppm;

    ②中心偏析≤C1.5級(jí),中心疏松≤1.0級(jí),無(wú)裂紋。

    2.3 加熱工藝控制

    坯料入爐后保證加熱時(shí)間達(dá)到3 h以上,其中均熱段溫度控制在1 250±50 ℃。

    2.4 軋制工藝控制

    軋制工藝溫度控制要求,見表2。

    2.5 控冷工藝控制

    冷速控制為5~15 ℃/S,根據(jù)終軋溫度選擇合適的控冷集管開啟數(shù),具體控冷工藝溫度控制要求,見表3。

    3 試軋結(jié)果分析

    3.1 金相組織分析

    將軋制出的成品鋼板取樣制備金相樣,使用4%硝酸酒精腐蝕后,對(duì)試樣橫截面進(jìn)行高倍檢驗(yàn),如圖1所示。

    樣品的金相組織分析結(jié)果,見表4。

    3.2 力學(xué)性能情況

    試軋厚度為16mm、28mm、30mm的Q460C鋼板的力學(xué)性能均能滿足國(guó)標(biāo)要求且富余量充足。厚度為40 mm的Q460C鋼板的屈服強(qiáng)度富余量較小。各規(guī)格鋼板的力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果,見表5。

    從金相組織和力學(xué)性能結(jié)果得出,首批Q460C鋼板試軋效果總體較好。金相組織總體正常,晶粒細(xì)小致密,珠光體含量達(dá)到29℅以上,鐵素體晶粒度在11級(jí)以上,心部存在輕微偏析,對(duì)產(chǎn)品性能的影響不大。厚度16 ~40 mm板的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)均符合國(guó)標(biāo)要求,抗拉強(qiáng)度與延伸率富余量較大,沖擊韌性優(yōu)良。其中厚度40 mm板的屈服強(qiáng)度富余量較小的問(wèn)題可通過(guò)對(duì)工藝的進(jìn)一步優(yōu)化得到解決。

    4 工藝優(yōu)化措施

    4.1 加熱工藝

    加熱溫度控制在1 240 ±50 ℃,確保鋼坯燒透、溫度均勻,各點(diǎn)溫度差<30 ℃。

    4.2 軋制工藝

    粗軋階段充分利用軋機(jī)能力,增大道次壓下量,保證有連續(xù)2~3道次壓下率在20%左右,提高應(yīng)變的積累程度,為后續(xù)再結(jié)晶提供更多的驅(qū)動(dòng)力,同時(shí)改善鋼板的內(nèi)部質(zhì)量。

    精軋開軋溫度控制在850~880 ℃,終軋溫度控制在800~850 ℃。降低二次開軋溫度與終軋溫度,提高相變驅(qū)動(dòng)力,提高晶粒細(xì)化效果。

    4.3 控冷工藝

    軋后迅速送至控冷區(qū)控冷,終冷溫度控制在680± 30 ℃,返紅溫度控制在685±30 ℃,保證足夠大的過(guò)冷度,增加相變驅(qū)動(dòng)力。從而增加鐵素體的形核率,提高晶粒度。

    4.4 實(shí)施效果

    按改進(jìn)后的工藝方案進(jìn)行批量化生產(chǎn),共軋制厚度分別為12 mm、14 mm、16 mm、25 mm、28 mm、30 mm、40 mm,合計(jì)61片Q460C鋼板,重量為155.58 t,各項(xiàng)力學(xué)性能均符合國(guó)標(biāo)要求且富余充足。

    其中,厚度為40 mm的Q460C鋼板的平均屈服強(qiáng)度為 465 MPa,富余量達(dá)到65 MPa,提升效果明顯,富余量較小的情況得到顯著改善。

    5 結(jié) 語(yǔ)

    首批試軋Q460C鋼板的總體效果較好,從金相分析與力學(xué)性能檢查結(jié)果得出,金相組織總體正常,晶粒細(xì)小致密,心部存在輕微偏析,對(duì)產(chǎn)品性能的影響不大,鋼板的抗拉強(qiáng)度、延伸率、沖擊功平均值均符合國(guó)標(biāo)要求且富余量較大,其中厚度為40 mm的鋼板的屈服強(qiáng)度富余量較小。

    通過(guò)制定相應(yīng)的工藝改進(jìn)方法:降低加熱溫度、精軋溫度與返紅溫度,提高控軋控冷強(qiáng)度,使鋼板的晶粒度得到細(xì)化,提高鋼板性能,解決了屈服強(qiáng)度富余量較小這一難題。我司實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)厚度12 ~ 40 mmQ460C低合金結(jié)構(gòu)板的目標(biāo)。

    參考文獻(xiàn):

    [1] 原材料工業(yè)司.2014年鋼鐵行業(yè)運(yùn)行情況和2015年展望[EB/OL].http://www.miit.gov.cn/n11293472/n11293832/n11293907/n11368223/164452115.html,2015-02-05.

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