低碳贝氏体工程机械用q460级厚钢板的研制

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1、低碳贝氏体工程机械用Q460级厚钢板的研制111222李德发，王世森，熊玉彰，洪君，李银华，梁宝珠（1．武汉钢铁（集团）公司研究院，湖北武汉430080；2．武汉钢铁（集团）公司鄂钢技术中心，湖北鄂州436000）摘要：在工业试制条件下，通过合理的化学成分设计和TMCP工艺设计，采用细晶强化、析出强化和贝氏体组织强化等手段，研制了厚度为65～80mm的低碳贝氏体工程机械用Q460级厚钢板。试制钢板具有良好组织及力学性能，同时降低了生产成本。关键词：厚板；贝氏体钢；微合金化；TMCP工艺中图分类号：TG142.3文献标识码：A文章编号：1001-1447(2011)04-0027-03Res

2、earchanddevelopmentofheavyplateQ460withlow-carbonbainiteformachineryLIDe-fal9WANGShi-seni,XIONGYu-zhangi,HONGJLlI12g22LIYin_hua,LIANGBao_zhu(1.ResearchandDevelopmentCenterofWISCO,Wuhan430080,China;2.ResearchandDevelopmentCenterofEGang,WISCO,Ezhou436000,China)Abstract:Underindustrialtrial-productio

3、nconditions,throughreasonabledesignofchemicalcompositionandtechnologyofTMCP,heavyplateQ460withlow-carbonbain-iteformachineryhasbeendevelopedbymeansofgrainrefinementstrengthening,precip-itationstrengtheningandbainitehardening.Thethicknessoftheplatesisbetween65mmand80mmwhichhavefavorablemetallograph

4、icstructureandmechanicalproper-ties.Meanwhile9thecostofproductionhasbeenreduced.Keywords:heavyplate;bainitesteel;microalloying;TMCP高强度工程机械用钢是用于制造工程机械的主要结构，需承受复杂多变的周期载荷，因此要求钢材具有高的屈服强度和疲劳极限、良好的冲击韧性、冷成形性和优良的焊接性能。低碳贝氏体钢作为近年发展的新钢系，被誉为环保型绿色钢种，具有优良的综合性能，已逐渐应用于工程机械领域。随着工程机械向大型化和轻型化方向发展，高强度工程机械用厚钢板市场需求量较大。

5、同时为适应低碳经济的需求，降低成本，减少合金含量并采用TMCP工艺生产的低碳贝氏体高强度工程机械用钢已逐渐取代传统的热处理高强钢。1化学成分及TMCP工艺设计1.1化学成分设计低碳贝氏体工程机械用Q460级厚钢板采用低C高Mn为基础加入微量Nb,V.Ti作为强化元素的合金化设计，充分利用细晶强化和析出强化机理，保证钢板具有优异的力学性能和良好的焊接性能，同时降低了合金化成本。通过加入适量的Mo和Cr，提高钢在珠光体区域的稳定性，从而保证厚钢板在1个较宽的冷速范围内获得细小均匀的贝氏体组织，使钢板厚度方向组织和性能均匀[1]。此外，炼钢过程中，采用钙处理和洁净钢冶炼技术，严格控制钢中的S、P

6、、O等夹杂物。具体的化学成分设计见表1。1.2TMCP工艺设计为节约成本，钢中只加入微量Nb、V、Ti作为强化元素，因此，必须有其它强化机制作用的相应提高，来弥补析出强化的不足。通过TMCP工艺优化，确定了以细晶强化、析出强化为主的强化机制，同时获得均匀的贝氏体／铁素体组织，以满足性能要求。工业试制在武钢集团鄂钢公司4300mm厚板厂进行。为使钢板厚度方向晶粒尺寸细小均匀并达到析出强化效果，在控轧控冷过程中，应对每道次压下量、轧制速度、轧制温度及轧后快速冷却工艺进行合理的控制。一方面，在奥氏体再结晶区轧制时，保证累积压下率在50%左右，使形变在厚度方向充分渗透至中心部位，以使奥氏体再结晶充

7、分进行，达到晶粒尺寸均匀细化；另一方面，在奥氏体未再结晶区轧制时，使钢板厚度方向形变累积效果均匀，同时尽量降低未再结晶区开轧温度并提高道次压下率，使形变奥氏体中形成较多的变形带，增加奥氏体向铁素体转变时晶粒的形核位置和形核速度，从而细化铁素体晶粒。另外，形变硬化后的奥氏体中，位错及其他晶粒缺陷增多，变形储存能增加，在随后的冷却过程中，促使Nb、V的碳氮化物大量细小弥散析出，沉淀强化作[2]用增强。对于成品厚度为80mm的