Q460C低合金结构钢板的开发及工艺优化

巫晓捷

摘 要：文章简单介绍了目前的钢铁行业形势，在此背景下三钢中板厂致力于新品种的开发研究；重点介绍了首批Q460C的试轧方案和检测结果，对其力学性能与金相组织进行了分析总结，得出结果厚度16 ～40 mm板金相正常，各项性能指标均能满足国标要求，具备批量化生产的条件，厚度40 mm板的屈服强度富余量较小，通过合理的轧制、控冷工艺优化，有效的解决了屈服强度富余量较小的难题。ax

关键词：Q460C；力学性能；金相组织；化学成分

中图分类号：TG335 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）12-0009-02

1 概 述

目前，国内钢材市场供大于求矛盾突显，价格竞争日趋激烈，钢铁行业面临的形势仍然严峻，新技术、新产品开发取得突出进步，才能在激烈的市场竞争中抢占先机，赢得主动。[1]Q460C板的成功开发，能够进一步提高我司板材产品的质量等级并丰富板材产品的品种，增强产品市场竞争力，有利于缓解当前板材订单量不足、生产未饱和的局面，为我司研发更高级别的钢板和产品结构优化奠定良好的基础。

Q460C是一种低合金高强度结构钢，具有较高的强度，良好的抗疲劳性能和低温韧性，冷成型与焊接性能良好。主要适应于制作高强度工程机械、煤矿液压支架、起重机吊臂支腿、车架、钢结构等，特别重要的是低温高强度结构件。

2 首批试轧工艺方案

2.1 坯料规格与成品规格

根据市场Q460C订单要求，中板厂组织安排试轧厚度为16～40 mm的Q460C钢板；

采用的坯料规格为220 mm×1600 mm×L；

轧制成品规格有：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 坯料成分设计

Q460C试轧坯料的化学成分，见表1。

①坯料化学成分的[N]目标值≤53 ppm；

②中心偏析≤C1.5级，中心疏松≤1.0级，无裂纹。

2.3 加热工艺控制

坯料入炉后保证加热时间达到3 h以上，其中均热段温度控制在1 250±50 ℃。

2.4 轧制工艺控制

轧制工艺温度控制要求，见表2。

2.5 控冷工艺控制

冷速控制为5～15 ℃/S，根据终轧温度选择合适的控冷集管开启数，具体控冷工艺温度控制要求，见表3。

3 试轧结果分析

3.1 金相组织分析

将轧制出的成品钢板取样制备金相样，使用4%硝酸酒精腐蚀后，对试样横截面进行高倍检验，如图1所示。

样品的金相组织分析结果，见表4。

3.2 力学性能情况

试轧厚度为16mm、28mm、30mm的Q460C钢板的力学性能均能满足国标要求且富余量充足。厚度为40 mm的Q460C钢板的屈服强度富余量较小。各规格钢板的力学性能检测结果，见表5。

从金相组织和力学性能结果得出，首批Q460C钢板试轧效果总体较好。金相组织总体正常，晶粒细小致密，珠光体含量达到29℅以上，铁素体晶粒度在11级以上，心部存在轻微偏析，对产品性能的影响不大。厚度16 ～40 mm板的各项力学性能指标均符合国标要求，抗拉强度与延伸率富余量较大，冲击韧性优良。其中厚度40 mm板的屈服强度富余量较小的问题可通过对工艺的进一步优化得到解决。

4 工艺优化措施

4.1 加热工艺

加热温度控制在1 240 ±50 ℃，确保钢坯烧透、温度均匀，各点温度差<30 ℃。

4.2 轧制工艺

粗轧阶段充分利用轧机能力，增大道次压下量，保证有连续2～3道次压下率在20%左右，提高应变的积累程度，为后续再结晶提供更多的驱动力，同时改善钢板的内部质量。

精轧开轧温度控制在850～880 ℃，终轧温度控制在800～850 ℃。降低二次开轧温度与终轧温度，提高相变驱动力，提高晶粒细化效果。

4.3 控冷工艺

轧后迅速送至控冷区控冷，终冷温度控制在680± 30 ℃，返红温度控制在685±30 ℃，保证足够大的过冷度，增加相变驱动力。从而增加铁素体的形核率，提高晶粒度。

4.4 实施效果

按改进后的工艺方案进行批量化生产，共轧制厚度分别为12 mm、14 mm、16 mm、25 mm、28 mm、30 mm、40 mm，合计61片Q460C钢板，重量为155.58 t，各项力学性能均符合国标要求且富余充足。

其中，厚度为40 mm的Q460C钢板的平均屈服强度为 465 MPa，富余量达到65 MPa，提升效果明显，富余量较小的情况得到显著改善。

5 结 语

首批试轧Q460C钢板的总体效果较好，从金相分析与力学性能检查结果得出，金相组织总体正常，晶粒细小致密，心部存在轻微偏析，对产品性能的影响不大，钢板的抗拉强度、延伸率、冲击功平均值均符合国标要求且富余量较大，其中厚度为40 mm的钢板的屈服强度富余量较小。

通过制定相应的工艺改进方法：降低加热温度、精轧温度与返红温度，提高控轧控冷强度，使钢板的晶粒度得到细化，提高钢板性能，解决了屈服强度富余量较小这一难题。我司实现了批量化生产厚度12 ～ 40 mmQ460C低合金结构板的目标。

参考文献：

[1] 原材料工业司.2014年钢铁行业运行情况和2015年展望[EB/OL].http：//www.miit.gov.cn/n11293472/n11293832/n11293907/n11368223/164452115.html，2015-02-05.