60 mm厚Q550D 钢板在线淬火韧性提升的研究

针对在线淬火厚规格高强钢板韧性提升问题,对比分析了在线淬火工艺与离线淬火工艺的差异;根据某产线在线淬火的工艺特点,建立了水冷模拟仿真模型,得到了60 mm厚Q550D钢板在线淬火过程中的温度场;根据实际的冷速,对钢板化学成分进行了优化设计,即提高碳当量,并添加Mo、Cr等强淬透性元素,以此提高材料的淬透性,在现有的冷却速率条件下得到以马氏体为主的组织,其回火后组织使钢板强韧性匹配良好,韧性明显改善,能够满足60 mm特厚调质高强钢板的性能要求。     

Q690EZ35特厚高强钢板的研究与开发

通过对Q690EZ35钢化学成分、冶炼、轧制、热处理工艺进行优化设计,充分发挥了组织强化、细晶强化、固溶强化、析出强化的作用,得到了性能优异的200 mm厚Q690EZ35高强度钢板,其组织为保持马氏体位向的索氏体。同时,探讨了淬火温度对钢板性能的影响,得到Q690EZ35钢板的合理淬火温度为930 ℃,回火温度为（650±10） ℃,进一步完善了生产工艺。     

低屈强比超高强EH690钢板的研发

采用常规化学成分、轧制和调质热处理工艺生产的超高强EH690钢板屈强比在0.96以上,为了实现钢板较低的屈强比,一般采用低碳、高合金的化学成分设计,然后再进行两次淬火(常温淬火Q+两相区淬火Q＇)+回火的工艺,生产工艺复杂,生产成本较高。为此,采用低合金化学成分设计,合理的控轧控冷工艺及亚温淬火+回火的热处理工艺,研究了不同亚温淬火温度、回火温度对EH690钢板力学性能和显微组织的影响。结果表明:所设计化学成分的EH690钢板经过815 ℃的亚温淬火+480 ℃回火热处理后,钢板具有合适比例的软相铁素体和硬相马氏体双相组织,这种组织在保证钢板具有较好力学性能的同时屈强比也降低到0.90左右。采用该工艺,简化了生产工艺流程,降低了生产成本,实现了低屈强比超高强EH690钢板的工业化大规模生产。     

调质处理工艺对Q690D钢微观组织和力学性能的影响

对Q690D钢板进行不同条件的调质热处理,研究了调质钢板的微观组织和力学性能。结果表明,随着淬火温度的升高,钢板的强度增大,韧性降低。随着回火温度的升高,钢板的强度降低,韧性增大。Q690D钢板的最佳调质处理工艺为930℃淬火保温10 min,650℃回火保温40 min。     

Q550D低碳贝氏体钢特厚板热处理工艺研究

国内传统的特厚板热处理方式为调质处理,钢板表面为索氏体组织,心部为索氏体、贝氏体组织,可以获得较为理想的强度,但由于特厚板厚度较大,厚度方向组织不均匀,无法获得优良的韧性。采用Q550D低碳贝氏体钢的化学成分设计并采用QLT(淬火+两相区亚温淬火+回火)热处理工艺,引入未溶铁素体相,使钢板获得贝氏体+铁素体的均匀混合组织,在保证强度的基础上进一步提高了韧性,进而获得优良的综合性能。研究了不同单相区淬火温度、两相区亚温淬火温度及回火温度下试样的组织与性能,得出Q550D特厚板最佳的热处理工艺：925℃淬火+830℃两相区亚温淬火+640℃回火。     

Q550C特厚钢板的热处理工艺

通过JMatPro软件模拟CCT曲线及回火温度与屈服强度、抗拉强度关系,并通过工艺验证试验,确定轧制220 mm厚Q550C钢板的热处理工艺为930 ℃预淬火+905 ℃水淬+600 ℃回火,空冷,可使钢板整个截面获得晶粒细小、均匀的贝氏体组织。经过该工艺试生产的钢板具有晶粒细小、均匀的贝氏体组织和良好的综合力学性能。     

回火温度对大厚度低碳高强度Q690D钢板组织和力学性能的影响

低碳高强度Q690D钢适用于大型工程的结构件。对含碳量为0.14%～0.16%(质量分数)、厚度为100 mm的Q690D钢板进行了920℃水淬和分别于560℃、580℃及620℃回火处理。分别检测了钢板淬火态及淬火和不同温度回火后的显微组织和力学性能,以研究回火温度对钢板组织和性能的影响。结果表明:①淬火并经3种温度回火的钢板的力学性能均满足标准要求,随着回火温度的提高,强度略有下降,620℃回火的钢板屈服强度为810 MPa,抗拉强度为880 MPa,断后伸长率达16.5%,-20℃纵向冲击吸收能量达137 J;②淬火后钢板从表面到心部的组织均为板条马氏体和少量板条贝氏体,经560℃、580℃、620℃回火后,其组织为回火索氏体加板条贝氏体。综合起来看,大厚度Q690D钢板淬火后的回火温度以620℃最佳。     

热处理对30CrMo锯片用钢组织及力学性能的影响

对轧制态30CrMo锯片用钢在830～890℃范围内保温10 min油淬后,在380～500℃温度范围内保温60min后水冷处理。采用光学显微镜、冲击试验机及洛氏硬度计分别分析其金相显微组织、硬度、冲击韧性等。结果表明:淬火组织为淬火马氏体+残余奥氏体;随着淬火温度的升高,淬火马氏体组织数量增多,尺寸长大;硬度随淬火温度的升高由830℃的48 HRC逐渐提高到890℃的54 HRC。随着回火温度的升高,试样的组织由淬火马氏体逐渐转化为回火马氏体、回火马氏体+回火屈氏体、回火马氏体+回火索氏体组织;硬度逐步降低,韧性相应提高。最佳热处理工艺为860℃(保温10 min)淬火+440℃(保温60 min)回火。     

25Mn2钢热处理工艺的优化

探讨了25Mn2钢热处理工艺的优化。实验结果表明,25Mn2钢的最佳热处理工艺为:淬火温度880~910℃,保温时间45~50 min(壁厚为10~12 mm);回火温度580~600℃,回火保温时间60 min。     

大单重Q345D钢特厚板的工业化试制

设计了低、高碳当量的2种Q345D钢化学成分,采用热机械轧制工艺、轧后淬火工艺、在线直接淬火+正火工艺、轧后调质处理工艺等4种不同轧制+轧后热处理的工艺组合进行了单重30 t、成品厚度80 mm的大单重Q345D钢特厚板的工业化试制,并进行了组织和性能分析。结果表明:采用轧后淬火和轧后调质处理工艺的钢板力学性能均满足GB/T 1591标准要求,综合性能良好;采用较低的碳当量成分和轧后淬火工艺能保证钢板获得较细的晶粒和较好的综合性能,更适合大单重低合金高强度结构钢的生产。     

中间坯厚度对Q390CZ15厚板组织性能的影响

研究了不同厚度中间坯对厚50mm Q390CZ15钢板组织性能的影响。结果表明，110、100mm厚中间坯经控轧控冷后，所得产品组织性能均符合国家相关标准规定。100mm厚中间坯待温时间短，后续精轧工序少，其控轧方案更简便、合理，可有效提高生产效率。     

水电用SX610CF特厚钢板的研发

介绍了南阳汉冶特钢有限公司水电用80 mm SX610CF特厚钢板的开发,主要介绍了其化学成分设计以及TMCP+回火工艺,包括钢坯加热温度的确定,两阶段控制轧制工艺及不同回火温度对钢板组织性能的影响。试制结果表明,钢坯加热温度设定为1 190 ～ 1 210 ℃;采用设计的压下规程,每道次的变形均能渗透到钢板芯部,改善了钢板芯部组织;试制钢板力学性能及冲击韧性均可满足水电用钢的技术要求。     

耐火耐候抗震高层建筑用Q460GJNHFREZ35特厚板的研制

针对我国亟需开发耐火耐候抗震高层建筑用钢板的现状,南阳汉冶特钢公司对Q460GJNHFREZ35特厚板化学成分进行了设计,满足了碳当量、焊接裂纹敏感性指数、耐候系数等条件的要求;通过水冷铜板结晶器锭模浇铸、采用0.25～0.60变形系数的“高温、低速、大压下”工艺及差温轧制工艺,保证了100～300 mm特厚板心部组织的致密性并为获得良好的低温冲击韧性提供了条件;轧后采用淬火+亚温淬火+回火的热处理工艺,获得了以贝氏体+铁素体为主的均匀组织,实现了软硬相的结合,满足了高强度和高韧性、屈强比不大于0.83,以及600 ℃保持 1~3 h 后强度不低于室温强度2/3的耐火性能要求。     

不同回火工艺对NM500钢板冷弯性能的影响

介绍了河北普阳钢铁有限公司NM500钢板的试制情况。针对NM500钢板试制过程中冷弯性能出现不合的问题,在大生产条件下对890 ℃淬火后的16 mm 厚NM500钢板进行不同回火工艺生产试验,采用显微硬度计、冷弯试验机和金相显微镜对不同回火工艺下NM500钢板力学性能和显微组织进行了检测。结果表明:回火温度200 ℃、在炉时间80 min条件下,16 mm厚NM500钢板组织为正常马氏体组织,内部缺陷得到较好的回复,内应力释放更加完全,因此硬度适中、冷弯性能良好;在回火温度300 ℃、在炉时间80 min条件下,钢板组织中出现回火屈氏体组织,其硬度、冷弯性能下降。     

生产工艺对大厚度高性能船板组织性能的影响

研究了合金成分、轧制和回火工艺对大厚度高性能EH460船板组织性能的影响。结果表明,合金元素Mo、Cr扩大了针状铁素体的形成范围,使针状铁素体生成量增加,提高了钢板冲击性能;粗轧单道次压下率大于15%,可使钢板厚度方向变形深入芯部,有效改善芯部性能;在600～650℃进行回火处理,可使钢板厚度方向组织均匀,钢板抗拉强度基本不变,屈服强度提高60MPa左右,冲击性能更加稳定。     

柔性轧制Q390C和Q420C钢板生产实践

目前市场对中厚板的订单具有个性化和多样化的特点，而对于不同强度级别的钢板，化学成分设计往往是不同的，这样会增加不同钢坯冶炼之间衔接的时间及化学成分控制的难度，导致冶炼成本增加，工序复杂化。结合市场需求与生产实际，采用同一Q390低合金高强度钢板坯，通过不同的控轧控冷工艺，对Q390C和Q420C两种强度级别热轧钢板进行了试制。结果表明，通过控轧控冷技术，可以充分发挥细晶强化作用，采用同一Q390低合金高强度钢板坯实现了Q390C和Q420C两个强度级别热轧钢板的柔性生产。试制生产的两种钢板，强塑性及0 ℃冲击功均满足标准要求，Q420C钢板屈服强度达441 MPa以上，抗拉强度达579 MPa以上。采用柔性轧制技术，降低了Q420C高强钢板的生产成本。     

柔性轧制Q390C和Q420C钢板生产实践

目前市场对中厚板的订单具有个性化和多样化的特点，而对于不同强度级别的钢板，化学成分设计往往是不同的，这样会增加不同钢坯冶炼之间衔接的时间及化学成分控制的难度，导致冶炼成本增加，工序复杂化。结合市场需求与生产实际，采用同一Q390低合金高强度钢板坯，通过不同的控轧控冷工艺，对Q390C和Q420C两种强度级别热轧钢板进行了试制。结果表明，通过控轧控冷技术，可以充分发挥细晶强化作用，采用同一Q390低合金高强度钢板坯实现了Q390C和Q420C两个强度级别热轧钢板的柔性生产。试制生产的两种钢板，强塑性及0 ℃冲击功均满足标准要求，Q420C钢板屈服强度达441 MPa以上，抗拉强度达579 MPa以上。采用柔性轧制技术，降低了Q420C高强钢板的生产成本。     

轧制工艺对14Cr1MoR钢板组织与性能的影响

采取光学显微镜、扫描电镜及拉伸、冲击试验机对板厚60 mm的14Cr1MoR热轧钢板正火+回火态和模拟焊后态的组织与性能进行了研究。结果表明:一阶段控轧与两阶段控轧的钢板相比,终轧温度高,轧后冷却速度慢,钢板铁素体晶粒尺寸粗大,珠光体含量多;钢板的强度低,伸长率高,冲击性能低。两阶段控轧的钢板经655 ℃保温3 h模拟焊后热处理,屈服强度下降44 MPa,抗拉强度下降24 MPa,冲击吸能能量降低;模拟焊后保温时间延长到12 h,强度和冲击性能变化不大。两阶段控轧的14CrMoR钢板,经正火+回火或再经过655 ℃模拟焊后热处理,钢板的力学性能优良。