Q460C鋼的成分設(shè)計(jì)及控軋控冷工藝優(yōu)化.pdf

1、由于鈮、釩合金價(jià)格不斷上漲,造成低合金高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)成本顯著增加。因此,如何保證鋼材力學(xué)性能盡量少添加或不添加高價(jià)位的微合金元素,已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。Q460C鋼是一種典型的低合金高強(qiáng)度鋼,具有較高的強(qiáng)度和良好的塑韌性,廣泛應(yīng)用于煤礦液壓支架、刮板輸送機(jī)等設(shè)備的生產(chǎn)制造中,是濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)(以下簡稱濟(jì)鋼)中厚鋼板的重要品種之一。
　　 本文針對濟(jì)鋼Q460C鋼合金成本偏高和個(gè)別批次強(qiáng)度偏高而塑韌性不合的問題展開研究。對比分析已生

2、產(chǎn)的軋態(tài)合格與熱處理挽救合格及未合格Q460C鋼板的組織,探索合金成分與組織性能的關(guān)系,對合金成分進(jìn)行優(yōu)化;通過測定優(yōu)化后Q460C鋼的再結(jié)晶曲線和CCT曲線,提出控軋控冷工藝的優(yōu)化方案;最后根據(jù)確定的Q460C鋼合金成分和TMCP工藝參數(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場工業(yè)性實(shí)驗(yàn),經(jīng)過系統(tǒng)研究得出以下主要結(jié)論:
　　 (1)濟(jì)鋼批量化生產(chǎn)的部分Q460C鋼板主要是塑性和沖擊韌性不合格,性能不合格的試樣從1/4厚度處到中心處均出現(xiàn)了不同數(shù)量的帶狀貝氏

3、體組織,分析認(rèn)為這是引起其拉伸斷口出現(xiàn)木紋狀分層現(xiàn)象的重要原因,同時(shí)也是導(dǎo)致Q460C鋼板延伸率和沖擊韌性降低的根本原因。
　　 (2)微合金碳氮化物主要有TiN、Nb(C、N)、V(C、N)。TiN固溶和析出溫度較高,多呈正方形或近似正方形,且尺寸較大;另外還存在TiN與Nb(C、N)、V(C、N)復(fù)合析出,這類析出物可以有效阻止奧氏體化過程及粗軋?jiān)俳Y(jié)晶后的晶粒長大。Nb(C、N)和V(C、N)主要在位錯、晶界和亞晶界等處析出

4、,一般成橢圓形、圓形或不規(guī)則形狀,可以有效釘扎位錯運(yùn)動,產(chǎn)生顯著的晶粒細(xì)化效果。為控制其在晶界或亞晶界上的析出量,可以適當(dāng)降低析出溫度。
　　 (3)針對濟(jì)鋼生產(chǎn)實(shí)際提出了不添加V元素的Q460C鋼Nb-Ti合金系的優(yōu)化設(shè)計(jì)。經(jīng)過計(jì)算預(yù)測了優(yōu)化后Q460C鋼的主要力學(xué)性能和焊接性能。
　　 (4)對新設(shè)計(jì)Q460C鋼的靜態(tài)再結(jié)晶曲線、真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線和CCT曲線進(jìn)行分析研究。在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上得出:新設(shè)計(jì)Q460C鋼粗

5、軋階段再結(jié)晶不能完全進(jìn)行,變形奧氏體經(jīng)歷再結(jié)晶次數(shù)較少,開軋初期宜采用小壓下量以減少粗大再結(jié)晶晶粒的體積分?jǐn)?shù),前4道次壓下量可設(shè)定在8.5mm以下,末道次須采取大的應(yīng)變量以細(xì)化奧氏體晶粒,終軋溫度控制在1020℃;精軋階段的開軋溫度控制在900℃以下,終軋溫度控制在830～850℃;冷卻速度根據(jù)鋼板厚度的差異,控制在5～10℃/s之間,終冷溫度控制在670～690℃左右,控冷后直接空冷至室溫。
　　 (5)根據(jù)濟(jì)鋼生產(chǎn)現(xiàn)場工裝條