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(guò)剩和資源危機(jī)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(rùn)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(jié)合某鋼廠中板廠與東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)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(duì)Q345鋼奧氏體高溫變形行為及連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變行為進(jìn)行研究的基礎(chǔ)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(jí)別的鋼板，實(shí)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(duì)實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行了不同參數(shù)的單道次壓縮實(shí)驗(yàn)，研究了變形溫度、變形量及應(yīng)變速率對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼再結(jié)晶行為及組織演變的影響規(guī)律。結(jié)果表明，高變形溫度和低應(yīng)變速率有利于發(fā)生奧氏體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，通過(guò)回歸確定了變形抗力數(shù)學(xué)模型。
　　(2)在Gleeble3800熱模擬實(shí)

3、驗(yàn)機(jī)上對(duì)實(shí)驗(yàn)用Q345鋼進(jìn)行熱模擬實(shí)驗(yàn)，研究了過(guò)冷奧氏體在連續(xù)冷卻條件下的相變行為，通過(guò)組織觀察和熱膨脹法測(cè)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(jié)果表明:隨著冷卻速率的增加，組織中鐵素體的體積分?jǐn)?shù)明顯減少，組織由鐵素體和珠光體兩相組織逐漸過(guò)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(shí)驗(yàn)室Φ450軋機(jī)上進(jìn)行熱軋實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)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(jié)合冷卻路徑控制條件下，對(duì)比了各工藝條件對(duì)軋件的組織和性能影響，為現(xiàn)場(chǎng)Q345級(jí)鋼板超快冷工藝的應(yīng)用提供了參考。
　　(4)首先，對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)拉伸實(shí)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)沖擊實(shí)驗(yàn)，得到不同工藝下的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)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(duì)拉伸和沖擊斷口進(jìn)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(jié)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(jié)論:實(shí)驗(yàn)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(shí)，能得到較好的組織和性能要求。其次，對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行成分面掃電子探針?lè)治龊虴BSD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(qiáng)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(duì)實(shí)驗(yàn)鋼組織進(jìn)行透射分析，組織中的納米滲碳體析出物可以起到析出強(qiáng)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(jìn)行工業(yè)化試驗(yàn)，開發(fā)出低成本、良好組織性能的Q345級(jí)中厚鋼板，實(shí)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(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)的目的