Q460C低合金結構鋼板的開發及工藝優化

巫曉捷

摘 要：文章簡單介紹了目前的鋼鐵行業形勢，在此背景下三鋼中板廠致力于新品種的開發研究；重點介紹了首批Q460C的試軋方案和檢測結果，對其力學性能與金相組織進行了分析總結，得出結果厚度16 ～40 mm板金相正常，各項性能指標均能滿足國標要求，具備批量化生產的條件，厚度40 mm板的屈服強度富余量較小，通過合理的軋制、控冷工藝優化，有效的解決了屈服強度富余量較小的難題。ax

關鍵詞：Q460C；力學性能；金相組織；化學成分

中圖分類號：TG335 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）12-0009-02

1 概 述

目前，國內鋼材市場供大于求矛盾突顯，價格競爭日趨激烈，鋼鐵行業面臨的形勢仍然嚴峻，新技術、新產品開發取得突出進步，才能在激烈的市場競爭中搶占先機，贏得主動。[1]Q460C板的成功開發，能夠進一步提高我司板材產品的質量等級并豐富板材產品的品種，增強產品市場競爭力，有利于緩解當前板材訂單量不足、生產未飽和的局面，為我司研發更高級別的鋼板和產品結構優化奠定良好的基礎。

Q460C是一種低合金高強度結構鋼，具有較高的強度，良好的抗疲勞性能和低溫韌性，冷成型與焊接性能良好。主要適應于制作高強度工程機械、煤礦液壓支架、起重機吊臂支腿、車架、鋼結構等，特別重要的是低溫高強度結構件。

2 首批試軋工藝方案

2.1 坯料規格與成品規格

根據市場Q460C訂單要求，中板廠組織安排試軋厚度為16～40 mm的Q460C鋼板；

采用的坯料規格為220 mm×1600 mm×L；

軋制成品規格有：16 mm×2400 mm×L、28 mm× 2 200 mm×L、30 mm×2 000 mm×L、40 mm×2 200 mm×L。

2.2 坯料成分設計

Q460C試軋坯料的化學成分，見表1。

①坯料化學成分的[N]目標值≤53 ppm；

②中心偏析≤C1.5級，中心疏松≤1.0級，無裂紋。

2.3 加熱工藝控制

坯料入爐后保證加熱時間達到3 h以上，其中均熱段溫度控制在1 250±50 ℃。

2.4 軋制工藝控制

軋制工藝溫度控制要求，見表2。

2.5 控冷工藝控制

冷速控制為5～15 ℃/S，根據終軋溫度選擇合適的控冷集管開啟數，具體控冷工藝溫度控制要求，見表3。

3 試軋結果分析

3.1 金相組織分析

將軋制出的成品鋼板取樣制備金相樣，使用4%硝酸酒精腐蝕后，對試樣橫截面進行高倍檢驗，如圖1所示。

樣品的金相組織分析結果，見表4。

3.2 力學性能情況

試軋厚度為16mm、28mm、30mm的Q460C鋼板的力學性能均能滿足國標要求且富余量充足。厚度為40 mm的Q460C鋼板的屈服強度富余量較小。各規格鋼板的力學性能檢測結果，見表5。

從金相組織和力學性能結果得出，首批Q460C鋼板試軋效果總體較好。金相組織總體正常，晶粒細小致密，珠光體含量達到29℅以上，鐵素體晶粒度在11級以上，心部存在輕微偏析，對產品性能的影響不大。厚度16 ～40 mm板的各項力學性能指標均符合國標要求，抗拉強度與延伸率富余量較大，沖擊韌性優良。其中厚度40 mm板的屈服強度富余量較小的問題可通過對工藝的進一步優化得到解決。

4 工藝優化措施

4.1 加熱工藝

加熱溫度控制在1 240 ±50 ℃，確保鋼坯燒透、溫度均勻，各點溫度差<30 ℃。

4.2 軋制工藝

粗軋階段充分利用軋機能力，增大道次壓下量，保證有連續2～3道次壓下率在20%左右，提高應變的積累程度，為后續再結晶提供更多的驅動力，同時改善鋼板的內部質量。

精軋開軋溫度控制在850～880 ℃，終軋溫度控制在800～850 ℃。降低二次開軋溫度與終軋溫度，提高相變驅動力，提高晶粒細化效果。

4.3 控冷工藝

軋后迅速送至控冷區控冷，終冷溫度控制在680± 30 ℃，返紅溫度控制在685±30 ℃，保證足夠大的過冷度，增加相變驅動力。從而增加鐵素體的形核率，提高晶粒度。

4.4 實施效果

按改進后的工藝方案進行批量化生產，共軋制厚度分別為12 mm、14 mm、16 mm、25 mm、28 mm、30 mm、40 mm，合計61片Q460C鋼板，重量為155.58 t，各項力學性能均符合國標要求且富余充足。

其中，厚度為40 mm的Q460C鋼板的平均屈服強度為 465 MPa，富余量達到65 MPa，提升效果明顯，富余量較小的情況得到顯著改善。

5 結 語

首批試軋Q460C鋼板的總體效果較好，從金相分析與力學性能檢查結果得出，金相組織總體正常，晶粒細小致密，心部存在輕微偏析，對產品性能的影響不大，鋼板的抗拉強度、延伸率、沖擊功平均值均符合國標要求且富余量較大，其中厚度為40 mm的鋼板的屈服強度富余量較小。

通過制定相應的工藝改進方法：降低加熱溫度、精軋溫度與返紅溫度，提高控軋控冷強度，使鋼板的晶粒度得到細化，提高鋼板性能，解決了屈服強度富余量較小這一難題。我司實現了批量化生產厚度12 ～ 40 mmQ460C低合金結構板的目標。

參考文獻：

[1] 原材料工業司.2014年鋼鐵行業運行情況和2015年展望[EB/OL].http：//www.miit.gov.cn/n11293472/n11293832/n11293907/n11368223/164452115.html，2015-02-05.