Q345C连铸坯高温热塑性的研究

在Gleeble-2000热模拟机上,针对Q345C钢连铸坯,进行了高温热塑性测试.分析了Q345C钢试样的断口性质及显微组织与塑性的关系.研究了第Ⅲ脆性区的脆化原因.实验结果表明:在1 300～600℃区间存在两个脆性温度区,其中第Ⅲ脆性温度域为600～850℃,其断面收缩率RA范围是60.23%～29.61%;指出了该钢种在实际生产条件下适宜的铸坯矫直温度.

Q345C钢低温韧性的研究

采用冲击试验方法对Q345C钢的低温韧性进行了研究。测定了Q345C钢的冲击吸收功和纤维断面率,对Q345C钢在不同温度条件下的宏、微观断口形貌进行了观察;测试了Q345C钢的韧脆转变温度。结果表明:Q345C钢具有良好的低温韧性。

钛与铌微合金化Q345C钢显微组织与力学性能的对比

对比研究了钛和铌微合金化Q345C钢的显微组织及力学性能。结果表明：两种试验钢均具有较高的屈服强度、良好的延伸性和低温冲击韧性,钛微合金化钢的延展性和低温冲击韧性更好,强度略低;两种钢的组织均由铁素体和珠光体组成,晶粒度均为9-11级;钛微合金化钢中的夹杂物主要为MnS和少量Ti4C2S2,析出物是尺寸为50-250nm的TiN,强化机制主要为细晶强化;铌微合金化钢中的夹杂物主要为MnS,析出物是尺寸为20-100nm的Nb（C,N）,强化机制主要为细晶强化和沉淀强化。

Q345C钢MAG焊接头低温韧性研究

针对高速列车转向架服役气候条件及对焊接接头低温韧性严格要求,采用夏比缺口冲击试验方法在不同温度条件下测试了Q345C钢母材试样及其MAG焊接头焊缝区试样的冲击功,观察了冲击试样在不同温度条件下的断口形貌,测定了各个试样的纤维断面率,得到了冲击功、纤维断面率随温度变化的关系曲线,确定了Q345C钢MAG焊接头的韧脆转变温度。试验结果表明,焊缝在-40℃时冲击吸收功可达71 J;焊缝韧脆转变温度ETT50为-41.16℃,FATT50为-37.34℃;Q345C钢MAG焊接头具有良好的低温韧性,可以很好地满足设计需求。

温度和变形参数对Q345C钢连铸坯热塑性的影响

用Gleeble-2000热模拟机研究了Q345C钢250 mm×1 300 mm连铸坯热履历-连铸坯冷却过程和冷坯加热过程(300～1 320℃)的温度变化,应变速度(3～3×10^(-4) s^(-1))和降温速率(1～20℃/s)对热塑性的影响。结果表明,Q345C钢从1320℃冷却到钢的第Ⅲ脆性区,冷却速度越高,钢在第Ⅲ脆性区塑性越差;在600～850℃,连铸坯冷装加热后的热塑性要好于从液态直接冷却到这个温度区间的热塑性;在钢的第Ⅲ脆性区内,钢的热塑性随变形速率增大而变好。

Q345C钢板探伤不合格原因分析

通过取样分析,研究了冶炼、轧制以及轧后控冷工艺对Q345C钢板微观组织及探伤结果不合格的影响。结果表明:中心偏析、裂纹、轧后水冷、MnS等夹杂物以及氢均对钢板的探伤结果造成不利影响。

基于响应面的Q345C钢锈层激光清洗工艺参数优化

目的分析激光清洗工艺对Q345C钢表面质量的影响规律,优化激光清洗工艺参数,为Q345C钢管桩的激光除锈提供支撑。方法采用纳秒脉冲激光器对Q345C钢表面锈层进行清洗,分别使用Image-Pro-Puls软件、场发射扫描电镜以及共聚焦显微镜,测量Q345C钢表面去除率、表面氧元素含量及表面粗糙度。基于响应面分析,采用BOX-Benhnken组合方法进行试验设计,建立激光清洗工艺参数与清洗表面质量之间的数学关系,分析激光清洗工艺参数对清洗表面质量的交互影响趋势,在此基础上对工艺参数进行优化,并对优化结果进行试验验证。结果通过响应面分析可得,适用于100μm厚Q345C钢锈层的最佳清洗工艺参数为:激光功率53 W,重复频率80 kHz,振镜扫描速度5555 mm/s。清洗后表面质量良好,露出金属本身色泽,无残余锈层存在,达到Sa2.5级,表面去除率为91.37%,表面氧元素含量为2.41%,表面粗糙度为7.09μm,满足钢管桩除锈工艺要求。结论激光清洗工艺参数与清洗表面质量之间的数学关系,能够用于Q345C钢表面形貌预测及工艺参数优化。激光除锈采用合适的工艺参数,可以获得良好的表面质量和较高的除锈效率。

冷处理对Q345C钢组织及力学性能的影响

通过光滑圆棒拉伸试验,研究了不同冷处理温度对锻态Q345C钢组织与力学性能的影响。结果表明,低温处理后Q345C的基体上析出碳化物的数量增多,使其强度得到提高;经过低温处理后,Q345C钢的抗拉强度和断裂强度均有所提高,但断后伸长率和截面收缩率却随冷处理温度降低而减小,并且在-20^-40℃发生较大转折点,出现了韧脆转变。

转向架用Q345C钢堆焊接头组织及盐雾腐蚀行为

通过金相组织分析、力学性能试验、极化曲线试验和盐雾腐蚀试验,对比研究Q345C母材及其堆焊接头组织、力学性能及耐蚀性能。结果表明,堆焊接头组织与母材相比具有一定的差异。母材的冲击韧性优于堆焊焊缝。在相同试验条件下,Q345C母材及其堆焊接头腐蚀初期表面均出现橘红色的锈层,随着试验的进行,锈层逐渐加深,绝大部分橘红色锈层变为黑褐色锈层腐蚀产物。堆焊焊缝的腐蚀倾向、腐蚀速度和腐蚀失重均低于母材,但相差不大,其耐蚀性能稍优于母材。

环境温度对Q345C钢MAG焊接头力学性能的影响

对轨道车辆材料Q345C低合金结构钢MAG焊接头进行了常温、低温(0℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃)力学性能试验,包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验,得到力学性能随温度的变化规律,同时测量了接头硬度分布,分析了接头硬度分布规律,观察了接头金相组织。研究结果表明,随环境温度下降,其抗拉强度和屈服强度均有所提高,但伸长率和断面收缩率变化不大,冲击吸收功明显降低;Q345C焊接接头有较大的低温冷脆倾向;对在低温环境条件下服役的Q345C低合金结构钢,需重点考虑其低温冷脆倾向。

基于临界折射纵波法Q345C焊接接头残余应力检测

基于声弹性理论,采用临界折射纵波法测量12 mm厚Q345C钢对接接头残余应力,测试过程中采用频率2.5 MHz的一发一收探头,获得对接接头不同区域的残余应力分布状态。由于超声在传播过程中材料的微观组织尺寸和形貌会影响超声波的传播速度,通过对焊接接头不同区域分别进行标定,得到各个区域的应力系数K,提高了Q345C钢焊接接头残余应力测试的精度。通过修正焊接接头微观组织差异性对超声波声速的影响,促进临界折射纵波法测试残余应力的工程化应用。

含铝钢Q345C生产工艺研究

山西新临钢炼钢厂通过采用铝质脱氧剂和精炼喂铝线的方式增加钢中铝含量,喂线控制Ca、Al含量,全程保护浇注等措施,保证了钢中铝含量(w(Al)≥0.020%)和钢水浇注性,防止了铝的流失,成功开发了Q345C含铝钢,吨钢成本降低51.25元/t,取得了明显的经济效益。

兆瓦级风电后机架用Q345C/D结构钢低温冲击性能研究

为验证Q345C/D焊接接头的低温冲击性能能否满足兆瓦级风电后机架材料使用要求,研究了热处理前后Q345C/D焊接接头在-20、-30、-40℃的低温冲击性能。实验表明,热处理前后Q345C焊接接头-40℃下平均冲击功分别为53 J和92 J,热处理前后Q345D焊接接头在-40℃下平均冲击功分别为97.3 J和138.6 J。经过热处理后,合金元素碳化物析出,形成了沉淀强化,并且焊接内应力降低,接头低温冲击韧性得到了明显改善。冲击断口SEM照片说明热处理前后的Q345C/D焊接接头均为韧性断裂。

20钢-Q345C管接头超窄间隙激光填丝焊研究

采用超窄间隙激光填丝焊技术焊接中厚钢板,可通过填充金属来改变焊缝区的成分与组织,使焊缝成分的调整更加方便,从而提高接头的综合性能。以20钢-Q345C管为研究对象,采用超窄间隙激光焊进行焊接工艺试验,研究焊接接头的拉伸强度、弯曲性能、冲击强度以及微观组织。结果表明:焊接接头的拉伸强度、弯曲性能、冲击性能均符合标准要求;由于激光自熔焊热输入较大,冷却速度快,有淬硬倾向,所以焊缝硬度最高;热影响区中组织主要为魏氏组织,而焊缝中心主要成分则是沿晶界析出的先共析铁素体以及晶界内的针状铁素体+珠光体。母材组织由片状珠光体和铁素体组成,因此超窄间隙激光填丝焊技术焊接20钢-Q345C管具有较好的工程应用价值。

Q345C钢的开发与工艺优化

天钢联合特钢炼钢厂为满足高级别角钢的市场需求,进行了Q345C钢的开发。该钢种要求钢中铝含量较高(Al≥0.020%),试生产时连铸塞棒水口结瘤严重,造成铸机连续2个浇次非计划停浇。对关键工序生产工艺进行优化后,再次生产时钢水浇铸性良好,铸坯性能完全满足C级钢的要求,成功开发了Q345C高级别角钢。

柳钢Q345C钢板的试制开发

介绍了柳钢开发试制 Q345C 钢板的生产过程及产品所达到的性能质量情况。

连铸坯组织影响混晶产生的研究

针对轧制 Nb微合金化 Q 345 C板材时部分产品组织中出现的带状混晶现象 ,利用扫描、透射电镜以及能谱分析观察了铌的质量分数为 0 .0 5 2 %的 Q345 C钢连铸坯的微观组织。结果表明 ,不同部位连铸坯组织晶粒尺寸存在显著差异 ,从表面的约 30～ 5 0μm增大到中部的 15 0～ 2 0 0μm,这是导致成品组织中出现混晶带状现象的重要原因。

Q345含Nb低碳钢CSP轧制时动态再结晶的研究

用Gleeble -1 50 0热模拟试验机模拟研究了包钢生产的含NbQ3 4 5C低碳钢( % :0 0 56C ,1 2 0Mn ,0 . 0 52Nb ,0 . 0 3 3V ,0 .0 1 2Ti,0 0 .0 52N) 52mm连铸坯在CSP(紧凑式带材生产)轧制时的高温变形过程中真应力应变曲线,回归得出动态再结晶数学模型和动态再结晶的临界条件:Z =9.70×1 0 11exp( 2 5εc)和Z =1 .77×1 0 12 exp( 1 5.8εs) ,式中Z- 变形因子,εc -开始发生动态再结晶的临界变形量,εs -发生完全再结晶的临界变形量。利用动态再结晶判定图,避开轧制道次间的部分再结晶区进行轧制,可有效地降低钢板中的混晶组织。

钢包顶渣改质剂在50t LF精炼炉上的应用

本文介绍了钢包顶渣改质剂在50tLF炉精炼含铝Q345C钢的应用,结果表明:应用试验钢包顶渣改质剂后提高了铝的收得率,加强了钢液的深脱硫和脱磷,极大地降低了精炼渣中的TFe含量,改善了轧材的机械性能,降低了含铝钢的生产成本。

优化成分设计以降低低合金高强度结构钢成本

为降低板坯低合金高强度结构钢Q345C的成本,进行了优化Q345C成分设计试验。根据各元素对强度的贡献值及合金成本,降低钢中锰含量0.30%左右;加入微合金元素钒,使钢中钒含量控制在0.025%~0.035%;钢中铝含量不再做要求,减少钙铁线的喂入量。结果表明：该成分体系能够降低钢中有害元素P、S的含量;能够改善铸坯中心偏析,铸坯角部未发现裂纹;冲击韧性和延展性有所提高,抗拉强度和屈服强度稍低于优化前的Q345C钢,钢板力学性能满足国标要求;晶粒度与优化前相比差别不明显,带状组织有所减轻,优化成分设计后吨钢合金成本降低了5.3~8.0元。