影響40～60mm厚規(guī)格Q345E低溫沖擊韌性的工藝因素分析及改進措施

摘 要：本文主要探討影響40～60mm厚規(guī)格Q345E低溫沖擊韌性的工藝因素，即二階段開軋溫度（以下簡稱“二開溫度”）、終軋溫度及二階段累積壓下量，并提出采用降低二階段開軋溫度和終軋溫度等措施，改善厚規(guī)格Q345E的低溫沖擊韌性，提高其綜合性能合格率。

關(guān)鍵詞：Q345E厚板；低溫沖擊韌性；終軋溫度

中圖分類號：TG335.5 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）10-0033-03

Analysis of Processing Factors for Influence on Low Temperature

Toughness of 40～60mm Q345E Plate and Improvement Measures

SONG Beibei

（The Anyang Testing Center of Quality and Technical Supervision，Anyang Henan 455000）

Abstract： This paper mainly discussed the technological factors affecting the low temperature impact toughness of 40～ 60mm thick Q345E， that is， the two stage open rolling temperature （hereinafter referred to as \"two opening temperature\"）， the final rolling temperature and the accumulated overloading in the two stage， and proposed to reduce the two stage rolling temperature and final rolling temperature to improve the low temperature impact toughness of the thick specification Q345E， and improve the qualified rate of its comprehensive performance.

Keywords： Q345E plate； low temperature impact toughness；finishing rolling temperature

Q345E是新國標GB/T 1591—2008中的牌號，屬于低合金高強度鋼板，是在碳素鋼的基礎(chǔ)成分上，加入一定量的微合金元素，從而提高其強度，并改善性能的一類工程結(jié)構(gòu)用鋼。目前，現(xiàn)行生產(chǎn)的Q345E不用進行熱處理，是一種能源節(jié)約型和資源環(huán)保型鋼種，被廣泛應(yīng)用于橋梁、船舶、容器、建筑和車輛等方面[1]。

在天氣寒冷的北方，Q345E低合金高強度鋼要求-40℃的V形沖擊功≥34J。該系列鋼種的主要技術(shù)難點在于熱軋狀態(tài)直接滿足對力學(xué)性能的高要求。但在爐卷軋機生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)鋼板厚度在40～60mm的Q345E級板沖擊性能合格率偏低的問題，沖擊性能合格率僅為92%。為此，對影響40～60mm厚規(guī)格Q345E鋼板的低溫沖擊性能的主要因素進行分析，并提出改善其沖擊性能的最佳措施。

1 沖擊性能影響因素分析

從相關(guān)學(xué)者的研究可知[2-6]，影響Q345E低溫沖擊性能的主要因素有化學(xué)成分、顯微組織、軋制工藝、非金屬夾雜物和顯微組織等。本文主要從熱軋工藝方面考察軋制工藝對厚規(guī)格Q345E沖擊性能的影響，找到最佳改進措施，提高其性能合格率。

1.1 二開溫度對沖擊性能的影響

為了考察二開溫度對40～60mm厚規(guī)格Q345E沖擊性能的影響，在爐卷機組現(xiàn)行操作規(guī)程范圍內(nèi)，改變二開溫度，并保持其他控制參數(shù)基本一致，具體試驗工藝控制情況如表1所示。

從表1可知，規(guī)格60mm的鋼板，二開溫度分別為870℃和832℃時，對應(yīng)的沖擊功的平均值分別為53J和134J，相差較大；規(guī)格50mm的鋼板，二開溫度分別為870℃和835℃時，對應(yīng)的沖擊功平均值分別為97J和137J，相差40J?？梢?，二開溫度對厚規(guī)格Q345E沖擊性能影響較大，較低的二開溫度有利于沖擊性能的提高。

圖1和圖2為厚規(guī)格Q345E近表層的顯微組織，組織均為F+P。二開溫度較低的（2M01094H03）近表層晶粒度為9級，二開溫度較高的（2M01167H03）近表層晶粒度為8.5級。所以，降低二開溫度有利于提高產(chǎn)品的沖擊韌性。

試驗結(jié)果表明：降低二開溫度有利于組織細化，從而提高厚規(guī)格Q345E表層位置的沖擊韌性。

1.2 終軋溫度對沖擊性能的影響

為了考察終軋溫度對厚規(guī)格Q345E沖擊性能的影響，在改變終軋溫度，且保持其他工藝條件基本一致的條件下進行試驗，具體工藝控制見表2所示。

從表2可知，軋制40mmQ345E時，采取終軋溫度分別為760℃和825℃，其他控制參數(shù)基本一致，其對應(yīng)產(chǎn)品的沖擊功平均值分別為130J和50J，沖擊功差別比較大；軋制規(guī)格50mmQ345E時，終軋溫度分別為795℃和830℃，其對應(yīng)產(chǎn)品的沖擊功平均值分別為131J和80J，沖擊性能有一定差異。由此可得出，終軋溫度對厚規(guī)格Q345E的沖擊韌性影響較大，降低終軋溫度可以提高沖擊韌性。

圖3和4為近表層的微觀組織，組織均為F+P。通過對比分析可知，終軋溫度較低的產(chǎn)品的組織晶粒較細晶粒度為9，終軋溫度較高的晶粒度為8.5級。因此，降低終軋溫度能提高沖擊韌性。

試驗結(jié)果表明：降低終軋溫度，能細化厚規(guī)格Q345E的表層微觀組織，提高板材的沖擊韌性。

1.3 二開厚度對鋼板沖擊性能的影響

該試驗是在改變二開厚度，其他工藝參數(shù)基本保持一致的條件下進行的。具體試驗工藝參數(shù)如表3所示。

從表3可知，二開厚度分別為92.89、105.65、109.52mm，其他控制參數(shù)基本一致，二階段的累積下壓率分別為48.33%、54.57%和56.15%，對應(yīng)鋼板的沖擊性能分別為150、155J和147J，相差不大?？梢?，改變二開厚度對厚規(guī)格Q345E的沖擊性能的影響較小。這主要是因為厚規(guī)格鋼板二開厚度的變化區(qū)間較小，導(dǎo)致二階段累計壓下率變化比較小，對產(chǎn)品的性沖擊能影響相對較小。

2 改進措施

通過分析上述工藝因素對鋼板沖擊韌性的影響，結(jié)合爐卷軋機厚規(guī)格Q345E的現(xiàn)場生產(chǎn)，采取以下工藝措施：第一，降低二軋程的開軋溫度，從而進一步細化晶粒，擬定的目標溫度范圍為≤880℃；第二，降低終軋溫度，減少動態(tài)回復(fù)，適當增加累積位錯，從而增加相變形核位置，細化晶粒，提高鋼板綜合性能。擬定目標溫度范圍為740～810℃。本措施已經(jīng)納入工藝技術(shù)規(guī)程，采取上述改進措施，厚規(guī)格Q345E沖擊性能初驗合格率近100%。

3 結(jié)語

通過分析研究可知，二開溫度和終軋溫度對鋼板沖擊性能影響較大，而二開厚度對鋼板性沖擊能影響相對較小?；诖?，制定了降低二階段開軋溫度和終軋溫度等措施，細化晶粒，從而提高40～60mmQ345E厚板的低溫沖擊韌性，性能合格率約100%。

參考文獻：

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[3]楊順虎，朱苗勇，王忠英.鑄坯碳偏析對Q345E低溫沖擊性能的影響[J].鋼鐵，2015（10）：59-63.

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