成分節(jié)約型Q345的生產(chǎn)工藝研究.pdf

1、隨著全球鋼鐵產(chǎn)能的過剩和資源危機的出現(xiàn)，鋼鐵行業(yè)正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在合金成本升高和企業(yè)利潤大幅下滑之間的矛盾，為此需要減少鋼鐵產(chǎn)品中微合金元素的添加量，以滿足降低生產(chǎn)成本和節(jié)約合金資源的發(fā)展要求。
　　本文結合某鋼廠中板廠與東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室聯(lián)合研發(fā)項目“成分節(jié)約型低合金產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝研究”課題，在對Q345鋼奧氏體高溫變形行為及連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變行為進行研究的基礎上，采用基于超快速冷卻的新一代控制

2、軋制與控制冷卻工藝，開發(fā)出成分節(jié)約型低合金Q345級別的鋼板，實現(xiàn)在不添加Nb，V，Ti等合金元素的前提下，Mn含量降低0.3％～0.5％。論文主要工作及研究成果如下：
　　(1)對實驗鋼進行了不同參數(shù)的單道次壓縮實驗，研究了變形溫度、變形量及應變速率對實驗鋼再結晶行為及組織演變的影響規(guī)律。結果表明，高變形溫度和低應變速率有利于發(fā)生奧氏體動態(tài)再結晶，通過回歸確定了變形抗力數(shù)學模型。
　　(2)在Gleeble3800熱模擬實

3、驗機上對實驗用Q345鋼進行熱模擬實驗，研究了過冷奧氏體在連續(xù)冷卻條件下的相變行為，通過組織觀察和熱膨脹法測定了連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線，并分析了冷卻速率等因素的影響。結果表明:隨著冷卻速率的增加，組織中鐵素體的體積分數(shù)明顯減少，組織由鐵素體和珠光體兩相組織逐漸過渡到鐵素體、珠光體和貝氏體三相組織，最終轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和貝氏體兩相組織。
　　(3)在實驗室Φ450軋機上進行熱軋實驗，通過對鑄坯加熱制度控制、軋制溫度制度控制、變形制度控制和冷卻

4、制度控制的討論，分別采用了不同終軋溫度、不同終冷溫度和不同冷卻速度等不同的工藝制度組合，在超快速冷卻并且結合冷卻路徑控制條件下，對比了各工藝條件對軋件的組織和性能影響，為現(xiàn)場Q345級鋼板超快冷工藝的應用提供了參考。
　　(4)首先，對實驗鋼進行標準拉伸實驗和標準沖擊實驗，得到不同工藝下的屈服強度、抗拉強度、斷后延伸率和斷后收縮率以及0℃、-20℃、-40℃和-60℃的沖擊吸收功，并對拉伸和沖擊斷口進行掃描，觀察斷口的微觀形貌，分

5、析斷口夾雜物的成分組成。結合不同工藝制度條件下的金相組織和掃描組織，分別比較在不同終軋溫度、終冷溫度和冷卻速度條件下的性能和組織的變化規(guī)律，得出如下結論:實驗鋼的終軋溫度控制在800～820℃，終冷溫度控制在590～610℃，冷卻速度控制在8～10℃/s時，能得到較好的組織和性能要求。其次，對實驗鋼進行成分面掃電子探針分析和EBSD分析，可知，作為非碳化物形成元素的硅和弱碳化物形成元素的錳，幾乎完全溶解于基體中，起到固溶強化的作用。各晶

6、粒之間存在較大的取向差，并具有較高的大角晶界分布密度，顯著提高了低溫沖擊韌性。最后，對實驗鋼組織進行透射分析，組織中的納米滲碳體析出物可以起到析出強化的作用。
　　(5)采用基于超快速冷卻的新一代控制軋制與控制冷卻工藝進行工業(yè)化試驗，開發(fā)出低成本、良好組織性能的Q345級中厚鋼板，實現(xiàn)Mn元素含量降低0.3％～0.5％，噸鋼成本減少30元～35元，產(chǎn)品的一次性能合格率提高到99％以上，鋼板返矯率降低到15％以下，達到穩(wěn)定生產(chǎn)的目的