影響40～60mm厚規(guī)格Q345E低溫沖擊韌性的工藝因素分析及改進(jìn)措施

摘 要：本文主要探討影響40～60mm厚規(guī)格Q345E低溫沖擊韌性的工藝因素，即二階段開軋溫度（以下簡稱“二開溫度”）、終軋溫度及二階段累積壓下量，并提出采用降低二階段開軋溫度和終軋溫度等措施，改善厚規(guī)格Q345E的低溫沖擊韌性，提高其綜合性能合格率。

關(guān)鍵詞：Q345E厚板；低溫沖擊韌性；終軋溫度

中圖分類號(hào)：TG335.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）10-0033-03

Analysis of Processing Factors for Influence on Low Temperature

Toughness of 40～60mm Q345E Plate and Improvement Measures

SONG Beibei

（The Anyang Testing Center of Quality and Technical Supervision，Anyang Henan 455000）

Abstract： This paper mainly discussed the technological factors affecting the low temperature impact toughness of 40～ 60mm thick Q345E， that is， the two stage open rolling temperature （hereinafter referred to as \"two opening temperature\"）， the final rolling temperature and the accumulated overloading in the two stage， and proposed to reduce the two stage rolling temperature and final rolling temperature to improve the low temperature impact toughness of the thick specification Q345E， and improve the qualified rate of its comprehensive performance.

Keywords： Q345E plate； low temperature impact toughness；finishing rolling temperature

Q345E是新國標(biāo)GB/T 1591—2008中的牌號(hào)，屬于低合金高強(qiáng)度鋼板，是在碳素鋼的基礎(chǔ)成分上，加入一定量的微合金元素，從而提高其強(qiáng)度，并改善性能的一類工程結(jié)構(gòu)用鋼。目前，現(xiàn)行生產(chǎn)的Q345E不用進(jìn)行熱處理，是一種能源節(jié)約型和資源環(huán)保型鋼種，被廣泛應(yīng)用于橋梁、船舶、容器、建筑和車輛等方面[1]。

在天氣寒冷的北方，Q345E低合金高強(qiáng)度鋼要求-40℃的V形沖擊功≥34J。該系列鋼種的主要技術(shù)難點(diǎn)在于熱軋狀態(tài)直接滿足對(duì)力學(xué)性能的高要求。但在爐卷軋機(jī)生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)鋼板厚度在40～60mm的Q345E級(jí)板沖擊性能合格率偏低的問題，沖擊性能合格率僅為92%。為此，對(duì)影響40～60mm厚規(guī)格Q345E鋼板的低溫沖擊性能的主要因素進(jìn)行分析，并提出改善其沖擊性能的最佳措施。

1 沖擊性能影響因素分析

從相關(guān)學(xué)者的研究可知[2-6]，影響Q345E低溫沖擊性能的主要因素有化學(xué)成分、顯微組織、軋制工藝、非金屬夾雜物和顯微組織等。本文主要從熱軋工藝方面考察軋制工藝對(duì)厚規(guī)格Q345E沖擊性能的影響，找到最佳改進(jìn)措施，提高其性能合格率。

1.1 二開溫度對(duì)沖擊性能的影響

為了考察二開溫度對(duì)40～60mm厚規(guī)格Q345E沖擊性能的影響，在爐卷機(jī)組現(xiàn)行操作規(guī)程范圍內(nèi)，改變二開溫度，并保持其他控制參數(shù)基本一致，具體試驗(yàn)工藝控制情況如表1所示。

從表1可知，規(guī)格60mm的鋼板，二開溫度分別為870℃和832℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的沖擊功的平均值分別為53J和134J，相差較大；規(guī)格50mm的鋼板，二開溫度分別為870℃和835℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的沖擊功平均值分別為97J和137J，相差40J。可見，二開溫度對(duì)厚規(guī)格Q345E沖擊性能影響較大，較低的二開溫度有利于沖擊性能的提高。

圖1和圖2為厚規(guī)格Q345E近表層的顯微組織，組織均為F+P。二開溫度較低的（2M01094H03）近表層晶粒度為9級(jí)，二開溫度較高的（2M01167H03）近表層晶粒度為8.5級(jí)。所以，降低二開溫度有利于提高產(chǎn)品的沖擊韌性。

試驗(yàn)結(jié)果表明：降低二開溫度有利于組織細(xì)化，從而提高厚規(guī)格Q345E表層位置的沖擊韌性。

1.2 終軋溫度對(duì)沖擊性能的影響

為了考察終軋溫度對(duì)厚規(guī)格Q345E沖擊性能的影響，在改變終軋溫度，且保持其他工藝條件基本一致的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，具體工藝控制見表2所示。

從表2可知，軋制40mmQ345E時(shí)，采取終軋溫度分別為760℃和825℃，其他控制參數(shù)基本一致，其對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的沖擊功平均值分別為130J和50J，沖擊功差別比較大；軋制規(guī)格50mmQ345E時(shí)，終軋溫度分別為795℃和830℃，其對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的沖擊功平均值分別為131J和80J，沖擊性能有一定差異。由此可得出，終軋溫度對(duì)厚規(guī)格Q345E的沖擊韌性影響較大，降低終軋溫度可以提高沖擊韌性。

圖3和4為近表層的微觀組織，組織均為F+P。通過對(duì)比分析可知，終軋溫度較低的產(chǎn)品的組織晶粒較細(xì)晶粒度為9，終軋溫度較高的晶粒度為8.5級(jí)。因此，降低終軋溫度能提高沖擊韌性。

試驗(yàn)結(jié)果表明：降低終軋溫度，能細(xì)化厚規(guī)格Q345E的表層微觀組織，提高板材的沖擊韌性。

1.3 二開厚度對(duì)鋼板沖擊性能的影響

該試驗(yàn)是在改變二開厚度，其他工藝參數(shù)基本保持一致的條件下進(jìn)行的。具體試驗(yàn)工藝參數(shù)如表3所示。

從表3可知，二開厚度分別為92.89、105.65、109.52mm，其他控制參數(shù)基本一致，二階段的累積下壓率分別為48.33%、54.57%和56.15%，對(duì)應(yīng)鋼板的沖擊性能分別為150、155J和147J，相差不大。可見，改變二開厚度對(duì)厚規(guī)格Q345E的沖擊性能的影響較小。這主要是因?yàn)楹褚?guī)格鋼板二開厚度的變化區(qū)間較小，導(dǎo)致二階段累計(jì)壓下率變化比較小，對(duì)產(chǎn)品的性沖擊能影響相對(duì)較小。

2 改進(jìn)措施

通過分析上述工藝因素對(duì)鋼板沖擊韌性的影響，結(jié)合爐卷軋機(jī)厚規(guī)格Q345E的現(xiàn)場生產(chǎn)，采取以下工藝措施：第一，降低二軋程的開軋溫度，從而進(jìn)一步細(xì)化晶粒，擬定的目標(biāo)溫度范圍為≤880℃；第二，降低終軋溫度，減少動(dòng)態(tài)回復(fù)，適當(dāng)增加累積位錯(cuò)，從而增加相變形核位置，細(xì)化晶粒，提高鋼板綜合性能。擬定目標(biāo)溫度范圍為740～810℃。本措施已經(jīng)納入工藝技術(shù)規(guī)程，采取上述改進(jìn)措施，厚規(guī)格Q345E沖擊性能初驗(yàn)合格率近100%。

3 結(jié)語

通過分析研究可知，二開溫度和終軋溫度對(duì)鋼板沖擊性能影響較大，而二開厚度對(duì)鋼板性沖擊能影響相對(duì)較小?；诖耍贫私档投A段開軋溫度和終軋溫度等措施，細(xì)化晶粒，從而提高40～60mmQ345E厚板的低溫沖擊韌性，性能合格率約100%。

參考文獻(xiàn)：

[1]王運(yùn)玲，馮桂萍.Q345系列鋼低溫沖擊韌度影響因素的研究[J].材料熱處理技術(shù)，2010（10）：87-89.

[2]吳尚超，馬有輝，秦秀英，等.Q345E沖擊性能不合格原因分析與對(duì)策[J].鋼鐵研究學(xué)報(bào)，2011（s1）：32-34.

[3]楊順虎，朱苗勇，王忠英.鑄坯碳偏析對(duì)Q345E低溫沖擊性能的影響[J].鋼鐵，2015（10）：59-63.

[4]顧林豪，隋鶴龍，王彥峰，等. Q345E厚板低溫沖擊性能不合原因分析與對(duì)策[J].軋鋼，2009（5）：55-62.

[5]楊建維，劉軍會(huì)，耿兆明.Q345D鋼低溫沖擊功不合格的分析與改進(jìn)[J].河北冶金，2005（5）：55-56.

[6]付中原，石中雪，程德朝.鋼板低溫沖擊不合原因分析及相應(yīng)措施[J].軋鋼，2014（8）：80-82.