控轧控冷条件下Q345中厚板的生产工艺研究

通过试验模拟和实机轧制试验,对传统Q345钢的静态再结晶行为、应变累积效应和晶粒细化机制等进行研究,分析了影响中厚钢板显微组织和力学性能的主要因素。结合首钢中板厂3500mm机组的特点,确定出Q345中厚钢板的TMCP生产工艺。实践表明该工艺可使钢板的平均组织晶粒度达到10～12级,带状组织降至1.5级以下。

高性能Q460级耐火耐候抗震建筑结构用钢的研发

以低C—Mn钢为基础，通过添加钼、铜、铬和镍等微合金元素，采用实验室冶炼和轧制，配合合理的轧制工艺，研发了Q460级耐火耐候抗震结构用钢。对试制钢板进行了力学性能、高温耐火性能和耐大气腐蚀性能检验。结果表明，Q460级钢韧塑性优异，屈强比低，具有较好的抗震性能，600℃保温3h条件下耐火性能和耐大气腐蚀性能完全满足高性能建筑结构用钢的要求。

轧态组织对高强钢调质处理后性能的影响

通过对不同轧态组织Q690钢板调质处理后,进行力学性能检验和显微组织观察,分析了轧态组织对其性能的影响。结果表明:钢板轧制态的原始组织对热处理后的钢板组织中的软硬相比是有影响的,软相越多屈强比越低;轧后采用空冷工艺获得的原始组织最有利于使热处理后的钢板获得更理想的综合性能。

形变组织对水电用高强度贝氏体钢再加热奥氏体晶粒长大的影响

对某水电用800 MPa调质贝氏体高强钢进行了热变形-热处理晶粒长大的实验室联合试验。采用Gleeble-3500热力模拟试验机对钢试样进行不同工艺热压缩变形后冷却至室温,随后对试样进行模拟淬火再加热,在900~1200℃不同温度和保温时间条件下奥氏体化,研究热变形组织的差异对重新奥氏体化晶粒长大的影响规律。结果表明,不同应变速率(0.01~10 s^(-1))、变形温度(900~1150℃)和60%工程应变下,试验钢获得的变形组织大致可分为3类:带有明显变形特征的组织、均匀细小的完全再结晶组织和已长大粗化的再结晶组织。3类组织再加热过程中其晶粒长大趋势基本相同,起始晶粒尺寸越大则最终奥氏体晶粒尺寸越大;但在950℃等温时,带有明显变形特征组织的变形试样奥氏体晶粒先缓慢长大后又迅速长大粗化。经评估验证,所建立的Sellars模型、Beck模型和Hillert模型晶粒长大动力学方程对于试验钢的奥氏体晶粒长大行为均有比较满意的预测效果。3类变形组织对应的Hillert模型及Sellars模型中奥氏体长大激活能基本相同,说明同一成分钢种的初始组织的差异并未显著影响晶粒长大机制。

Nb含量和变形量对水电站用800 MPa高强钢淬火再加热奥氏体晶粒尺寸及其分布的影响

利用Gleeble 3500热/力模拟试验机,通过1000℃+820℃两阶段热变形+900℃淬火再加热联合模拟试验,研究了Nb含量和不同热变形量对水电站用800 MPa级高强度试验钢淬火再加热晶粒尺寸及其分布的影响规律,并通过透射电镜(TEM)对形变诱导析出的Nb(C,N)的粒子尺寸、分布进行了观测。结果表明,热变形态奥氏体晶粒尺寸(D)对于再加热淬火态奥氏体晶粒尺寸(D′)具有重要遗传性影响,二者以及900℃再加热保温时间t之间存在函数关系D′=(1.0057D-6.9785)×(t/300)^(0.215),用于预测800 MPa高强钢再加热淬火态晶粒尺寸时具有较高精度。增加Nb含量可同时细化晶粒尺寸D和D′,并改善晶粒尺寸分布、显著降低个别粗大晶粒出现的概率。在常用的淬火加热制度下,添加0.03%Nb和0.05%Nb的晶粒细化效果基本相当,兼顾其经济性应优选0.03%Nb。TEM观测结果表明,含Nb变形态试样中存在大量10~30 nm尺寸的Nb(C,N)粒子,其数量和密度随Nb含量增加而增加,但粒子尺寸并未随之明显增大。通过热力学计算并综合粒子尺寸和形成时间推断,这些Nb(C,N)粒子在1000℃形变诱导析出。

超快冷对高强度Mn-B钢板组织与性能的影响

将Mn-B系高强度贝氏体钢板轧成25 mm规格采用超快冷系统进行加速冷却。冷却后钢板可以获得710~850 MPa的高抗拉强度,但断后伸长率仅12.0%~13.0%。通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等对钢板及单向拉伸断口的显微组织、析出物等进行分析。结果表明,在超快冷条件下钢板表层可以获得广泛的板条贝氏体组织,板条贝氏体中的渗碳体分布于板条及板条束间的界面上,形成类似珠光体的片层结构,明显提高钢板强度。在变形过程中,渗碳体内易生成微裂纹,降低基体组织的加工硬化能力,导致断后伸长率偏低、钢板塑性下降。

高性能Q460耐火耐候结构用钢的研发

以低C-Mn为基体,辅以钼、铜、铬、镍等元素合金化,采用实验室冶炼及轧制,配合合理的控轧控冷工艺,研发了Q460级别耐火耐候抗震结构用钢。对试制的钢板进行了力学性能、高温耐火性能及耐大气腐蚀性能检验,并进行分析。结果表明,Q460钢韧性和塑性优异,屈强比低,具有较好的抗震性,600℃保温3h耐火及耐大气腐蚀性能良好,完全满足高性能建筑结构钢的要求。