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

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.