低成本Q345宽厚钢板生产工艺研究与应用

摘要

在当前构建节约型社会的时代背景下，我国钢铁工业普遍要求生产低成本、高性能、节约型钢铁产品。因此，减量化钢材生产工艺技术逐渐引起钢铁企业的重视。
　　本文结合某宽厚钢板联合研发中心二期项目“高强度低合金厚板减量化轧制技术研究”课题，在对Q345钢奥氏体高温变形行为及连续冷却转变行为进行研究的基础上，采用合理的两阶段控轧控冷工艺，开发出厚度20mm～60mm低成本Q345级钢板，实现Mn含量降低0.2％～0.4％;与此同时，通过优化奥氏体再结晶型控轧并配合加速冷却技术，成功试制Q345B级厚度100mm～160mm特厚板。论文主要工作及研究成果如下:
　　(1)以Q345钢为研究对象，采用单道次压缩实验，研究了变形温度、变形程度和变形速率对实验钢变形抗力的影响规律，建立了实验钢的热加工方程及变形抗力数学模型;采用双道次压缩实验，研究了实验钢奥氏体区热变形后等温保持时间里的静态再结晶行为，绘制了实验钢的静态软化率曲线，计算出静态再结晶激活能为180.73kJ/mol并建立了相应的静态再结晶动力学模型。
　　(2)通过对奥氏体连续冷却转变行为进行研究，结果表明:变形促进了奥氏体向铁素体相变;变形温度升高使发生贝氏体相变的临界冷却速度增加;Mn含量增加，使铁素体和贝氏体相变开始温度降低。
　　(3)采用合理的两阶段控轧控冷工艺进行工业化试验，开发出低成本、良好组织性能的Q345级厚度20mm～60mm宽厚钢板，实现Mn元素含量降低0.2％～0.4％，吨钢成本减少20元～30元。
　　(4)针对特厚板生产特点，通过挖掘设备潜力并严格控制工艺制度，应用奥氏体再结晶型控轧和加速冷却(Recrystallization Control Rolling and Accelerated Cooling，简称RCR+ACC)工艺，利用未添加Nb、V、Ti等微合金元素连铸坯试制出厚度100mm～160mmQ345B级别特厚钢板，并将该工艺与两阶段控轧控冷工艺所生产钢板组织性能进行了对比分析。结果表明:RCR+ACC工艺能够改善产品内部质量，缩短轧制周期，提高生产效率。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 前言

1．2 高强度低合金宽厚钢板的应用概述

1．3 高强度低合金宽厚钢板的生产技术

1．3．1 控轧控冷的发展

1．3．2 控制轧制

1．3．3 控制冷却

1．4 减量化生产的内容及理论基础

1．4．1 减量化技术的内容

1．4．2 高温低速大压下工艺理论

1．5 本文研究的背景及内容

1．5．1 研究背景

1．5．2 研究内容

第2章 奥氏体高温变形行为研究

2．1 奥氏体动态再结晶

2．1．1 实验钢成分及试样制备

2．1．2 实验方法

2．1．3 变形条件对变形抗力的影响

2．1．4 奥氏体高温变形数学模型

2．2 奥氏体静态再结晶

2．2．1 实验钢成分及试样制备

2．2．2 实验方法

2．2．3 试验结果与分析

2．3 本章小结

第3章 奥氏体连续冷却转变行为研究

3．1 实验方案

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验原理

3．1．3 实验工艺

3．2 实验结果

3．2．1 15Mn实验钢CCT曲线及显微组织

3．2．2 09Mn实验钢CCT曲线及显微组织

3．2．3 实验钢贝氏体的SEM形貌

3．3 讨论

3．3．1 冷却速度及变形温度对显微组织和相变的影响

3．3．2 变形对奥氏体相变影响

3．3．3 Mn含量对连续冷却转变的影响

3．4 本章小结

第4章 Mn元素减量化工业试验

4．1 工业试验条件

4．2 第一次工业试验

4．2．1 试验材料与成分

4．2．2 试验方案

4．2．3 试验结果与分析

4．3 第二次工业试验

4．3．1 化学成分与试验工艺

4．3．2 试验结果与分析

4．4 本章小结

第5章 特厚板RCR+ACC轧制工业试验

5．1 第一次工业试验

5．1．1 RCR+ACC工艺基本思路及控制要点

5．1．2 试验钢化学成分

5．1．3 试验方案

5．1．4 力学性能检测

5．1．5 显微组织分析

5．2 第二次工业试验

5．2．1 化学成分及工艺

5．2．2 力学性能检测

5．2．3 显微组织

5．2．4 内部质量

5．3 RCR+ACC工艺探讨

5．3．1 RCR+ACC工艺的特点

5．3．2 RCR+ACC工艺的制定及优化

5．4 本章小结

第6章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间的研究工作及成果

致谢