薄規格Q460C性能分析

孔　鵬 / 寶鋼集團新疆八一鋼鐵股份有限公司

薄規格Q460C性能分析

孔鵬 / 寶鋼集團新疆八一鋼鐵股份有限公司

本文主要針對八鋼中厚板分廠軋制薄規格Q 460C存在屈服強度余量不足的問題展開分析，通過統計、對比兩個出鋼記號（GL5241D2（軋制工藝為CR）/GL5821C1（軋制工藝為CR+ACC）），提出改進Q 460C屈服強度的方法。

Q 460C；屈服強度

1.概述

拉伸性能是金屬材料重要的機械性能之一，通過拉伸性能試驗檢測出屈服強度、抗拉強度等性能指標，對把握金屬材料的性能、應用和科學研究有著重要意義。460MPa級高強鋼的原來生產方式為調質處理，但由于近來成本壓力增加，生產工藝逐漸由調質改變為控制軋制，最終被TMCP工藝所取代，特別是近年來中厚板裝備水平大幅提高，采用TMCP工藝生產460MPa級高強鋼已是主流趨勢，八鋼中厚板在2011年ACC冷卻系統投入使用后，先后開發出多個品種的TMCP工藝，Q460就是其中一個，伴隨著鋼中合金元素的降低，而ACC所能提升強度有限，導致在TMCP工藝探索過程中出現屈服強度不合的現象，本文針對Q460C薄規格鋼板性能不合原因進行分析、對比，提出了改進方向。

2.國家標準要求

表1-1

3. 14～16mmGL5821C1 Q460C性能統計

針對14/16mm，GL5821C1軋制Q460C鋼板，統計性能及工藝情況如下表2-1所示，從表中不合率可以看出14mm/16mm不合率整體偏高（除去由于自身技術工作不到位造成一次100％，平均46.6％），且12月16mmQ460C屈服強度均值470MPa，由于樣本量有限無法準確計算出CPK，因此以直方圖表示，見下圖2-1，14mmGL5821C1的95％平均值置信區間470.12～489.21MPa，16mmGL5821C1的95％平均值置信區間469.67～484.33MPa，對比表1-1中標準可以看出14/16mm屈服強度存在極大隱患，另對于一批次鋼板進行金相實驗分析，分析結果如圖2-2與表2-2所示，晶粒度較正常水平偏低。

表2-1

圖2-1　GL5821C1屈服強度直方圖

圖2-2　Q460C薄規格金相照片與夾雜物照片

表2-2　金相實驗結果

4. 14～16mmGL5241D2 Q345性能統計

12月底GL5241D2軋制Q345GJ系列鋼板出現屈服超出上限（465MPa），統計GL5241D2軋制Q345性能及工藝情況如下表3-1所示，GL5241D2控制軋制Q345系列鋼板屈服強度均值441MPa（波動385-500），抗拉強度均值577MPa（波動525-610）。對比表2-1中16mmCR鋼板屈服性能，相比高出20MPa。14/16mmGL5241D2屈服強度直方圖如下圖3-1所示，14mm95％平均值置信區間為439.7～448.41MPa，16mm95％平均值置信區間434.46～443.27MPa。

表3-1

圖3-1　GL5241D2屈服強度直方圖

5.成分對比

針對GL5241D2控軋Q345鋼板強度高于Gl5821C1控軋Q460C鋼板，對于兩出鋼記號進行成分對比，如下表4-1所示，GL5241D2相比GL5821C1，常用合金元素C、Si、Mn含量高于GL5821C1，微量合金元素Nb、Ti含量低于GL5821C1，并且GL5821C1加了0.02-0.03V。

表4-1　成分對比

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6.調整建議

6.1控軋強度理論計算

綜上所述，14～16mmQ460C屈服強度均值470MPa，但考慮企業內控預警線，需要增加約40MPa以上，由寶鋼計算強度公式：

Ys=152*C+33*Si+84*Mn+1426*Nb+252*V+2.91*壓比-0.078*終軋溫度+236

按成分下限、終軋溫度810℃計算得到：Ys（GL5241D2）=387.2MPa，Ys（GL5821C1）=387.8MPa，基本兩個出鋼記號的計算強度相同。

6.2后續建議

為穩定Q460C，14-16mm屈服性能，并結合寶鋼強度計算公式，建議如下：

（1）對于Gl5821C1的C含量下限提升，C下限=0.15；

（2）對于GL5821C1的Nb含量下限提高，Nb下限=0.035；

（3）可以根據GL5241D2的成分，設計新出鋼記號軋制Q460C，工藝采用CR+ACC。

（4）降低終軋溫度（目標780℃），強化控制軋制效果

[1] 賀信萊-尚成嘉-楊善武等高性能低碳貝氏體[J].北京：冶金工業出版社，2008.

[2] 孫決定.控軋控冷技術在中厚板生產中的應用[J].鋼鐵研究，2005（2）：48-51.