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高强度结构钢Q690E的开发

随着中国装备制造业的快速发展,对工程机械用钢材的需求增加,发展前景广阔。秦皇岛市寿琴金属材料有限公司(以下简称寿琴公司)建成了镁铜铁水脱硫,上下组合吹炼,LF,RH真空处理,板坯连铸机,轧制系统为配备了温度控制轧制设备和配备了热矫直机和热处理炉的快速冷却4300毫米宽板轧机。首秦公司已将高强钢铁定为2009年公司十大重点厚板产品之一。

传统屈服强度为600 MPa以上的高强度钢板主要进行固溶强化,析出和强化以提高强度。合金元素含量高,生产过程大多经过调质。近年来,随着工程机械用高强度钢的发展,对降低成本和提高性能的要求越来越高。本文采用合理的成分设计,充分利用控制轧制,控制冷却和回火处理方法生产Q690E钢板。 1技术要求和成分设计高强度钢板必须具有足够高的强度,较低的延性-脆性转变温度和一定的延伸率。根据GB/T -1996标准,高强度钢Q690E的性能要求如表1所示。首秦公司在开发Q690E钢时采用了低碳Mo-Ni-Cu-B微合金成分设计方案,使用Nb,V,Ti复合微合金设计来细化晶粒并提高钢强度。和韧性。 Cr,Mo,B改善钢的淬透性,尤其是添加适量的B时; Ni用于提高钢的韧性;尽量减少磷和硫中有害元素的含量;并使用Ca通过球化修饰夹杂物。

生产过程

生产路线为33,360铁水预处理→转炉上下吹灰→LF炉→RH真空处理→连铸→钢坯检查→板坯加热→高压水除鳞→粗轧→精轧→ACC水冷→矫直→冷却床冷却→精加工→喷丸→回火处理→性能检查→成品存放。用LF,Si-Ca-B焊丝和RH真空处理过,以确保钢的清洁度。加热可确保钢坯的奥氏体均匀化,并充分溶解Nb等微合金元素,轧制分为粗轧和精轧两个阶段。在再结晶区域中进行粗轧,通过变形-再结晶使晶粒细化,从而在相变后获得细的铁素体晶粒。粗轧通过高温低速高压轧制进行,钢板中的枝晶被充分破坏。变形程度越大,成核区的密度和驱动力就越大,并且在重复重结晶后晶粒越细。在非再结晶区进行终轧,利用大的累积变形,奥氏体晶粒完全变形,在晶粒内部形成更多的滑移区,并为铁素体相变提供更多的形核。定位,细化铁素体晶粒。控制精轧压下率将显着提高钢的强度,特别是屈服强度,细化晶粒并提高韧性。轧制后,它迅速进入ACC系统并合理控制冷却参数。经过控制轧制和控制冷却后,充分利用了微合金元素的作用,有效提高了钢的综合性能。成品的厚度为20mm。轧制后,回火处理:加热温度 0℃,保温时间2530 min。

试制结果和分析3. 1热轧钢板的机械性能热轧后厚度为20 mm的Q690E钢的机械性能如表4所示。从表4中可以看出,合格率试生产后的高强度钢Q690E的强度达到国家标准要求,但抗拉强度却有所波动。单批钢板的剩余量不大,有的超出国家标准要求。该速率不能满足国家标准的要求,-40°C的冲击韧性好

回火后的机械性能将轧制的钢板在680°C加热并保温30分钟后,钢板的机械性能如表5所示。其屈服强度不仅满足国家规定。标准为690 MPa,但也达到了790 MPa级,抗拉强度也符合国家标准的要求,回火后的钢板具有良好的低温冲击韧性。钢板回火后,析出的细碳化物起到成核作用以防止晶粒长大,因此钢结构更细,强度也提高。可以看出,采用TMCP工艺和回火工艺来匹配韧性。

显微组织分析在回火前后对Q690E钢板进行取样,并通过金相显微镜进行分析。显微组织如图1所示。回火前后的显微组织均为低碳贝氏体。回火前的组织中铁素体少,回火后的组织更加细化。因此,伸长率从回火前的14%以下增加。火灾后的17%。

TMCP加回火工艺比再热淬火和回火工艺更好。由于采用TMCP法,在轧制过程中保留了大量的变形位错,并且由于在轧制后立即进行快速冷却,奥氏体晶粒不能快速生长,并且所得组织更细。轧制后再加热淬火时,由于钢板的再奥氏体化,钢中的位错会融合消失,奥氏体晶粒重新长大,淬火后得到的组织中的位错密度低,并且显微组织相对较粗。因此,使用TMCP加回火工艺的钢板的强度高于再加热的硬化钢板的强度,并且冲击韧性也良好。

结论

(1)通过TMCP +回火工艺生产的高强度钢,组织成低碳贝氏体,不仅具有出色的韧性和相容性,而且具有良好的焊接性能。

(2)开发的Q690E完全满足GB/T-1996的要求,与淬火和回火工艺相比,大大降低了成本。

(3)Q690E开发的强度和低温韧性不仅符合GB/T-1996,而且还有很大的余量。 Q690E的成功开发填补了首秦高强度钢铁领域的空白。 (中国联合钢铁网)