单位:宝武集团新疆八一钢铁股份有限公司
本项目系统研究了低合金结构钢的控制轧制和控制冷却技术,确定了化学成分、加热轧制、轧后冷却等工艺对钢板组织性能的影响关系,结合八钢中厚板工艺装备条件,进行Q460C钢板的工艺设计和优化,成功开发出表层贝氏体Q460C钢板的低碳微合金化成分体系和TMCP工艺,解决了传统控制轧制工艺因高碳、高合金成分体系易造成钢板的强度、延伸率、低温韧性、焊接性能等性能指标变差的问题,生产制造成本大幅降低。
本课题关于表层贝氏体Q460C钢板的主要研究成果和生产情况如下:
(1)化学成分为:0.11~0.14%C、0.26~0.33%Si、1.45~1.55%Mn、0.035~0.040%Nb、0.015~0.020%Ti,不添加V合金。碳当量0.36~0.41%,焊接裂纹敏感系数0.19~0.22%。
(2)轧钢生产工艺要点:加热温度1200~1260℃,粗轧末三道次压下率大于12%,待温厚度大于2.6H,精轧阶段道次压下率10~15%,终轧温度接近770~810℃,ACC开冷温度730~770℃,返红温度590~630℃,200~300℃下线堆缓冷12~24小时。
(3)钢板的力学性能:屈服强度480~550MPa,抗拉强度580~650MPa,延伸率17~26%,0℃冲击功138~251J。2021年1~5月生产2.85万吨,合格率99.59%。
创新点:(1)采用低碳微合金化成分体系和控轧控冷工艺,批量生产出合格的Q460MC钢板,不添加微合金钒,使生产成本大幅度降低。
(2)采用TMCP生产工艺成功开发出表层贝氏体组织Q460C钢板,可以获得优异的强度、塑性、低温韧性和焊接性能。
(3)对于表层贝氏体钢板,需要严格控制贝氏体组织含量,适宜的轧后控制冷却温度窗口范围仅30℃。通过分规格固定坯型、待温厚度、待温温度、ACC集管组合方式等措施,提高关键工艺参数控制精确,解决了表层贝氏体组织Q460C钢板生产中存在的性能和板形问题。
(4)表层贝氏体钢板通过增加控制控冷效果来提高强度,通过延迟取样、堆缓冷等措施,有利于时效后的屈服强度和延伸率趋于收敛,有利于扩大轧制工艺温度窗口,提高性能合格率,减小离散度。
应用情况及效益:本项目开发的Q460C钢板生产工艺,已实现批量生产,产品质量稳定。与原热轧成分体系相比,吨钢降低冶炼成本170元,2018年1月~2021年5月累计生产24.554万吨,降本增效4714万元。