轧制及回火工艺对吉帕级超高强钢板组织性能的影响

通过微合金化化学成分设计,结合控轧控冷技术,以相变强化作为主要强化机制,研发出一种强度达吉帕级的非调质钢板。研究发现,随着终轧温度的提高,钢板马氏体组织中的变形带逐渐消失,其强度及塑性降低。终轧温度为860 ℃及采用中温回火,钢板拉伸强度达1 136 MPa,伸长率为13.8%,同时屈强比达0.93。钢板冲击韧性随终轧温度的升高呈现先降低后升高的变化趋势,终轧温度为890 ℃时,钢板韧性达到最佳,且韧脆性转变温度小于-40 ℃。     

合金元素V及控轧控冷工艺对大跨度建筑用抗震钢板组织与性能的影响

屈强比是建筑用抗震钢板的重要性能指标。本文以低碳钢板为对象,研究了微合金化元素V、控轧控冷工艺参数对其力学性能与微观组织的影响。结果表明,随终轧温度升高,试验钢的抗拉强度与屈服强度都得到提高,且添加了V的试样的屈强比稍高于未添加V的试样。随终冷温度升高,钢板的屈强比降低,当终冷温度为560 ℃时,钢板可以获得较高强度与良好屈强比性能结合。添加V试样的晶粒细化明显,且随终冷温度升高,组织中M-A更加细小,分布更为均匀。     

低成本Q345系列厚钢板的控轧控冷(TMCP)工艺

以两种不同Mn含量的工业生产连铸板坯为原料,采取控轧控冷(TMCP)工艺,成功试制了20 mm厚低成本Q345钢板。研究表明,终冷温度显著影响试验钢的组织与性能,通过选择合适的终冷温度,两种试验钢的强韧性均能达到GB/T 1591-2008中Q345的要求。提出低成本Q345系列厚钢板的成分与工艺:Mn含量为0.9%(质量分数),两阶段轧制,精轧温度低于890℃,终轧温度为800～850℃,终冷温度为(600±20)℃。     

控轧控冷工艺对440 MPa级船体钢组织与性能的影响

通过CCT曲线和实验室控轧控冷工艺试验,研究了440 MPa级船体钢的过冷奥氏体连续冷却(CCT)过程的相变以及组织性能。结果表明:试验钢在较宽的冷速范围内容易得到贝氏体组织,随着终轧温度的降低,试验钢的强韧性得到提高。轧后空冷条件下,试验钢得到铁素体+珠光体组织,韧性较好,但强度富余量相对较小。轧后加速冷却,试验钢的强度得到明显提升。模拟卷取温度为550 ℃时,试验钢的强韧性相对更好。综合分析,较优的控轧控冷工艺参数为:终轧温度840 ℃,轧后冷速(20±5) ℃/s,卷取温度550~560 ℃。     

轧后冷却工艺对热轧窄带钢组织性能的影响

根据目前国内热轧窄带生产普遍缺少轧后冷却系统的情况，通过热模拟机Gleeble-1500模拟Q215热轧窄带钢轧后的不同冷却条件，研究了终轧温度、冷却速度和终冷温度对热轧窄带钢组织性能的影响。为提高产品的强度及韧性，适应以后的冷轧工艺，根据某厂现场条件，制定了合理的冷却制度，效果良好。     

终轧温度对Q420qENH钢板组织性能的影响

研究了Q420qENH钢板显微组织与拉伸性能随终轧温度的变化规律。研究发现,随终轧温度的升高,Q420qENH钢板组织中粒状贝氏体的数量减少,多边形铁素体增多,屈服强度和抗拉强度均降低,屈强比降低。将屈服强度和晶粒尺寸进行Hall Petch拟合,得到的拟合式与试验结果吻合,能够反映出Q420qENH钢在不同终轧温度下的强度随晶粒尺寸的变化趋势。     

控轧控冷工艺对L450M管线钢屈强比的影响

为了提高管线用钢的安全服役性能,使其获得良好的强韧性和较低的屈强比,采用现场小批量试制试验,研究了不同控轧控冷工艺对L450M管线钢组织性能的影响。结果表明：L450M管线钢采用粗轧开轧温度1 010～1 050℃,精轧开轧温度920～960℃,精轧终轧温度790～830℃,终冷温度550～580℃,屈服强度可达到475～513 MPa,抗拉强度565～583 MPa,伸长率32%～38%,屈强比0.82～0.88,-20℃横向冲击功188～285 J,满足API SPEC 5L-2018标准要求;适当提高精轧终轧温度、降低粗轧阶段变形量、减少精轧阶段轧制道次,有利于降低L450M管线钢的屈强比;适当降低冷速、提高终冷温度,使L450M管线钢显微组织中先共析铁素体比例增加,有利于降低屈强比。     

22CrNi3Mo超高强钢的直接热处理工艺试验

凿岩机械用钢需具有高强度、高耐磨性及抗疲劳特性,通常通过热加工和热处理工艺改善其性能,但是工艺流程长、能耗较高。通过热轧试验研究了840~900℃之间不同终轧温度以及轧后空冷、空冷-炉冷两种冷却方式对22CrNi3Mo钢组织和性能的影响,探索了一种新型的直接热处理工艺。结果表明,轧后空冷至室温时,组织为板条贝氏体+马氏体,降低终轧温度可使组织细化,强度提高;轧后空冷-炉冷时,组织为板条贝氏体、粒状贝氏体及沿奥氏体晶界分布的残留奥氏体,且块状残留奥氏体体积分数随终轧温度的降低呈现先增加后减小的趋势,而尖角状M/A岛的出现使得应力集中,引起韧性的下降,降低空冷终止温度可显著减小块状残留奥氏体体积分数,使得材料强度、韧性明显提高,力学性能接近传统工艺。     

终轧温度对Q345级30号角钢组织与性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸和冲击试验等研究了终轧温度对输电铁塔用Q345级30号角钢的组织与力学性能的影响。结果表明,终轧温度为1010、980和950℃的30号试验角钢组织均为沿轧制方向分布的珠光体与铁素体相间的带状组织,并随着终轧温度的降低,组织变均匀和细小。终轧温度对试验角钢的强度和塑性影响较小,但随着终轧温度的降低,冲击性能明显升高。随测试温度的降低,试验角钢的强度逐渐增加,冲击吸收能量逐渐下降。在-40℃时,终轧温度为950℃试验角钢的冲击吸收能量为55.02 J,表现出优异的低温韧性。     

低合金高强度钢Q345D的轧制工艺改进

采用控轧控冷工艺生产的低合金高强度钢Q345D达到了用户提出的高屈服强度和高抗拉强度的综合力学性能要求。严格控制钢水纯净度,降低终轧温度,采用冷床风机强制冷却工艺能有效提高钢材的强度和低温韧性。     

控轧控冷工艺对X70级抗大变形管线钢组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能实验等研究了控轧控冷工艺对X70级管线钢的组织与力学性能的影响。结果表明:不同终轧温度下X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体、贝氏体和少量的珠光体组成,且随着终轧温度的升高,抗拉强度与屈服强度降低,硬度下降,冲击韧性提高,但屈强比变化不大,并且落锤性能较差;随着终轧温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,铁素体体积含量增多。在不同的终冷温度下,X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体和贝氏体组成,并且随着终冷温度的升高,抗拉强度大幅度降低,屈服强度则呈M形波动,硬度呈线性降低,冲击吸收能量大幅度升高且落锤性能较好,屈强比缓慢升高;随着终冷温度的升高,晶粒度等级基本保持稳定,铁素体含量呈线性增加。该大变形管线钢最优的轧制工艺为控制终轧温度为840℃,终冷温度为450℃。     

基于粒子群优化算法的热轧厚板工艺性能优化

为改善热轧厚板的强度和屈强比，结合粒子群优化算法，利用神经元网络建立了粗轧开轧温度、中间坯厚度、终轧温度、终冷温度及冷却速率等生产工艺参数与钢板强度的关系模型，并进行了优化。优化结果与实验室热轧实验及工业试生产结果的对比表明，本模型能有效地优化厚板生产过程的工艺参数，从而为最优工艺或柔性化生产工艺的设计提供依据。     

终轧温度对Q420qE钢板组织性能的影响

研究了终轧温度对Q420qE钢板组织性能的影响。结果表明:采用控轧+弛豫+控冷工艺可以获得铁素体+贝氏体双相组织;终轧温度越高,铁素体晶粒尺寸越大,钢板屈强比越低,但冲击韧性也随之降低。当终轧温度为860℃时,钢板屈强比和韧性达到较佳匹配,此时钢板厚度1/4处和芯部未发生铁素体相变的奥氏体发生了贝氏体相变;终轧温度为880℃时,钢板芯部发生了上贝氏体转变,冲击韧性明显降低。     

低碳高强舰船用钢的CCT曲线及其组织性能

采用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜和扫描电镜等研究了低碳高强舰船用钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)及热轧后终冷温度对组织性能的影响。结果表明,试验钢连续冷却转变只发生了铁素体、贝氏体相变。试验钢轧后快速冷却至不同终冷温度立即空冷工艺下,室温组织主要为贝氏体和多边形铁素体,且随着终冷温度降低,贝氏体的含量增多。与直接空冷至室温相比,随着终冷温度提高,试样的强度呈先降低后增加趋势,然而,终冷温度提高到650 ℃时,试样强度却降低。终冷温度为600 ℃时,屈服强度和抗拉强度最高,分别为644.28 MPa和为679.71 MPa,－20 ℃的冲击吸收能量最优,为112 J。     

返红温度对Q345NQR2高强钢板组织性能的影响

为在中厚板产线开发Q345NQR2高强钢板，利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及电子探针，研究了返红温度对其组织和力学性能的影响。结果表明，在相同始冷温度下，随着返红温度的降低，钢板的屈服及抗拉强度都升高，但抗拉强度增加的幅度更大；当返红温度小于540 ℃时，硬相珠光体组织发生退化，对低温冲击韧性不利；返红温度大于540 ℃且小于等于620 ℃时，钢板组织为铁素体+珠光体，珠光体体积分数不小于16%时，钢板的屈强比不大于0.75，-40 ℃冲击功大于90 J，满足了标准的要求。     

返红温度对Q345NQR2高强钢板组织性能的影响

为在中厚板产线开发Q345NQR2高强钢板，利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及电子探针，研究了返红温度对其组织和力学性能的影响。结果表明，在相同始冷温度下，随着返红温度的降低，钢板的屈服及抗拉强度都升高，但抗拉强度增加的幅度更大；当返红温度小于540 ℃时，硬相珠光体组织发生退化，对低温冲击韧性不利；返红温度大于540 ℃且小于等于620 ℃时，钢板组织为铁素体+珠光体，珠光体体积分数不小于16%时，钢板的屈强比不大于0.75，-40 ℃冲击功大于90 J，满足了标准的要求。     

建筑用耐火钢控轧控冷实验研究

本文对含Nb、Ti等微合金元素建筑用耐火钢的控轧控冷工艺制度进行了实验研究,利用光学显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜等检测分析技术和力学性能实验,分析了不同冷却方式(空冷、炉冷和水冷)对组织性能的影响,并对实验钢的应变诱导析出行为进行了研究。通过控制工艺参数,可使实验钢的屈服强度达到524MPa,抗拉强度达到749 MPa,冲击韧性达到60J,屈强比小于0.8,高温屈服强度大于室温的2/3,满足建筑用耐火钢力学性能的要求。     

HRB335和HRB400钢筋的控轧控冷工艺研究

研究了Q235普碳钢控轧控冷轧制HRB335和HRB400钢筋工艺中冷却速度和终轧温度对产品组织和性能的影响。试验结果表明，通过控制轧制和轧后控制冷却，采用Q235普碳钢轧制HRB335，HRB400钢筋的生产工艺是可行的，并提出了相关的控轧控冷工艺参数。     

Correlation of Microstructure Feature with Impact Fracture Behavior in a TMCP Processed High Strength Low Alloy Construction Steel

The present article aims at elucidating the effect of thermo-mechanical controlled processing (TMCP), especially the finish cooling temperature, on microstructure and mechanical properties of high strength low alloy steels for developing superior low temperature toughness construction steel. The microstructural features were characterized by scanning electron microscope equipped with electron backscatter diffraction, and the mechanical behaviors in terms of tensile properties and impact toughness were analyzed in correlation with microstructural evolution. The results showed that the lower finish cooling temperature could lead to a considerable increase in impact toughness for this steel. A mixed microstructure was obtained by TMCP at lower finish cooling temperature, which contained much fine lath-like bainite with dot-shaped M/A constituent and less granular bainite and bainite ferrite. In this case, this steel possesses yield and ultimate tensile strengths of ~ 885 MPa and 1089 MPa, respectively, and a total elongation of ~ 15.3%, while it has a lower yield ratio of ~ 0.81. The superior impact toughness of ~ 89 J at -20 °C was obtained, and this was resulted from the multi-phase microstructure including grain refinement, preferred grain boundaries misorientation, fine lath-like bainite with dot-shaped M/A constituent.