工艺条件对超低碳贝氏体钢板组织与强度的影响(侯华兴)

1、鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center侯华兴侯华兴鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center1前言超低碳贝氏体钢是近年来国内外研究和应用非常广泛的一种新型高强度钢材。很多学者对其进行了深入的研究。本文选择了一种含有Mn、Cu、Ni、Mo、Nb、B等化学元素的超低碳贝氏体钢，对其在不同工艺条件下的组织特征和强度进行了研究。采用一种成分的钢坯通过不同

2、的轧制工艺制度和轧后的控制冷却工艺、回火工艺，最终获得不同的性能组合，实现了钢种的柔性化设计，便于组织生产，为经济地生产不同强度级别的钢板以满足用户的不同需求提供了一条新途径。在鞍钢厚板厂采用控轧控冷或+回火方法生产了厚度达50mm的屈服强度在500690N/mm2级别的钢板，从而取代了原来采用再加热淬火+回火方法生产的同等强度级别的焊接高强度钢种。鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center2实验方法实验方法2.1 实验室研究所采用试验钢的化学成分中C约0.030%（Wt

3、%）,并含有少量Cu、Ni、Mo、Nb、B等。在180吨转炉进行冶炼，经过连铸成230mm厚度的钢坯，然后采用TMCP+RPC技术在实验室进行了轧制试验并进行了金相组织观察。以探索不同工艺条件下，该成分钢板的性能随工艺条件的变化规律，优化生产工艺。 鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center2.2 工业试验钢TMCP和回火工艺制度在鞍钢厚板厂采用TMCP+RPC技术，在具有8000吨轧制力的4300mm厚板轧机上，将连铸坯轧制成20mm厚板。不同试验序号的试验钢采用的轧制

4、工艺相同，控制终止冷却温度在330700之间，平均冷却速度大约在6/S22/S之间。在终轧至层流冷却开始期间，进行一定时间的弛豫控制，以便获得细化的组织。然后分别在500680温度区间进行为期一个小时的回火处理。 鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center3实验结果与讨论3.1 钢板工艺、组织与强度关系的实验室研究结果编号加热温度冷速/S冷却方式Rp0.2N/mm2RmN/mm2A%Z%Rp0.2/Rm1#10502空冷5356902375.50.77532#11502空

5、冷5957351971.50.80953#115020水冷70580516.5750.87584#115040水冷87094016.575.50.9255实验室轧制工艺参数及钢板性能鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center屈强比随冷却速度的变化 鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center实验室轧制钢板金相组织 500a）加热温度1050，轧后空冷

6、b）加热温度1150，轧后空冷a）组织为准多边形铁素体为主，少量粒贝，其岛细小。 b）组织为为粒状贝氏体,岛状相粗大,形状不规则。鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Centerc）加热温度1150，冷却速度20/S d）加热温度1150，冷却速度40/Sc）组织主要为长条状粒状贝氏体和部分板条状贝氏体束的混合组织，原始奥氏体晶粒被压扁，晶界显示明显。晶粒内不规则条状或块状粒贝沿不同方向分布，粒贝团内有残余奥氏体小岛，尺寸细小，分布混乱，有的成串。板条贝氏体束分布在交叉混乱分布

7、的粒贝之间，板条束内板条尺寸较宽，由残余奥氏体小岛勾画出的板条边界不太平直。d）组织主要为板条状贝氏体组织和少量粒状贝氏体，板条平直。鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center3.2 不同终止冷却温度对应的组不同终止冷却温度对应的组织与性能织与性能在金相显微镜下观察工业试制钢板的组织差别。钢板组织主要由粒状贝氏体、板条贝氏体、针状铁素体等类型的组织构成。终止冷却温度在550以上时，钢板组织以粒状贝氏体为主，同时有一定比例的板条贝氏体，但是板条比较宽大，长度也较长，边界不太

8、平直。随着终止冷却温度的降低，组织中板条贝氏体比例越来越大，板条逐渐变窄变短，边界平直。到终止冷却温度为330时，组织基本是板条贝氏体，有少量针状铁素体，有个别形状不规则的小块的粒状贝氏体存在，贝氏体板条束细小，相互交叉，方向性强。 鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center冷却终止温度330鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center冷却终止温度对轧

9、态屈服强度的影响 鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center冷却终止温度对轧态抗拉强度的影响 鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center冷却终止温度对轧态屈强比的影响鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center3.3 不同终止冷却

10、温度的钢板回火后组织性能的变化冷却终止温度：330 回火温度：680鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center冷却终止温度：330；回火温度：640鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center不同冷却终止温度钢板回火后屈服强度的变化 鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corpor

11、ation Technology Center不同冷却终止温度钢板回火后抗拉强度的变化鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center不同冷却终止温度钢板回火后屈强比的变化鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center回火过程钢中Nb的析出物数量及形态变化 鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center不同状态钢中析出物形态及分布 a）控轧控冷态，10000c）60050min回火，6000鞍山钢铁集团公司技术中心鞍山钢铁集团公司技术中心Anshan Iron & Steel Group Corporation Technology Center4结论结论4.1 在本文的试验条件下，加热温度对该钢的最终组织和强度有明显影响；4.2 随着冷速的提高和终止冷却温度的降低，该钢种的轧态和回火态的屈服强度、抗拉强度和屈强比上升； 4.3 经过回火可使屈强比较轧态有明显提高，但是屈强比随回火温度变化不大；