馬占福 ，向華 ，趙虎 ，陳曉山

（1.寶鋼集團(tuán)八鋼公司制造管理部；2.新疆八一鋼鐵股份有限公司）

1 前言

中厚板軋制460C產(chǎn)品通過采用控軋控冷技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程中的溫度設(shè)定、變形率調(diào)整以及軋后冷卻速度的控制，來改善鋼板的內(nèi)部組織，得到綜合性能良好的產(chǎn)品。八鋼中厚板產(chǎn)線成功開發(fā)Q460C以來，已生產(chǎn)合格鋼板十幾萬噸，力學(xué)性能均滿足廠家使用。但在2018年5～7月，Q460C多次出現(xiàn)性能不穩(wěn)定，延伸率、屈服強(qiáng)度預(yù)警等問題，導(dǎo)致產(chǎn)品改判。技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對(duì)此性能異常產(chǎn)品進(jìn)行了檢測(cè)分析，對(duì)比分析生產(chǎn)工藝參數(shù)，對(duì)Q460C生產(chǎn)工藝進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化，最終得到了合格的產(chǎn)品。

2 性能異常Q460C產(chǎn)品檢測(cè)及工藝分析

針對(duì)性能異常Q460C產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)分析，分析延伸不合及屈服預(yù)警批次的組織性能，重點(diǎn)分析軋制工藝參數(shù)的設(shè)定、調(diào)整和優(yōu)化對(duì)鋼板的組織性能的影響。Q460C化學(xué)成分見表1。

表1 Q460C化學(xué)成分 %

2.1 Q460C生產(chǎn)工藝制度

生產(chǎn)Q460C規(guī)格是25×2500（mm）鋼板，采用250mm厚連鑄坯，經(jīng)過粗軋和精軋兩階段控制軋制+水冷工藝，1100～1050℃開始進(jìn)行再結(jié)晶區(qū)軋制，在粗軋機(jī)經(jīng)9道次軋成75 mm，總壓下量為70%;在精軋區(qū)930～820℃進(jìn)行非再結(jié)晶區(qū)軋制，經(jīng)7道次軋成最終產(chǎn)品厚度，總壓下量為75%，相關(guān)工藝參數(shù)制度如表2。

表2 Q460C過程工藝控制制度

按此工藝控制要點(diǎn)執(zhí)行，根據(jù)國(guó)標(biāo) GB/T 1591-2018《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》判定，出現(xiàn)部分批次的鋼板延伸不合、屈服預(yù)警現(xiàn)象。不合鋼板的性能數(shù)據(jù)見表3。在4200 mm中板軋機(jī)生產(chǎn)線共發(fā)生了6個(gè)批次鋼板延伸率不合格，均低于標(biāo)準(zhǔn)要求約2%，而有的屈服強(qiáng)度超過了600MPa，4個(gè)批次屈服強(qiáng)度預(yù)警，延伸較高，由此對(duì)不合格試樣進(jìn)行了斷口和金相組織分析。

表3 Q460C牌號(hào)鋼板延伸不合的性能指標(biāo)

2.2 Q460C組織性能檢測(cè)

2.2.1 斷口形貌

圖1 460C延伸率不合格斷口形貌

圖1(a)、(b)為較典型板材伸率不合格斷口，由斷口形貌來看，在板材厚度中心位置，存在較為明顯的層狀斷裂特征，并伴生有白亮帶，且白亮帶斷裂面基本垂直于拉伸方向，表現(xiàn)為脆性斷裂斷口。

2.2.2 金相結(jié)果分析

圖2 試樣不同厚度處的不合格顯微組織

圖2是沿試樣軋制方向表層與芯部的顯微組織，由表面處至中心鐵素體晶粒逐漸粗化，珠光體逐漸呈帶狀形貌。鋼板表層的組織為塊狀（針狀）鐵素體和板條狀貝氏體，鋼板芯部出現(xiàn)大量的板條狀貝氏體，呈帶狀分布。芯部出現(xiàn)貝氏體，主要是溫度設(shè)定出現(xiàn)偏差，冷卻強(qiáng)度過高，直接導(dǎo)致CCT冷卻曲線右移，造成大量的貝氏體出現(xiàn)，直接導(dǎo)致屈服強(qiáng)度高，延伸率低的現(xiàn)象。

3 Q460C生產(chǎn)工藝的優(yōu)化

通過分析，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整了軋制工藝制度，通過對(duì)開軋溫度、終軋溫度及冷卻強(qiáng)度的優(yōu)化和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼板組織性能的改變。

3.1 工藝參數(shù)制度調(diào)整

在生產(chǎn)測(cè)試中，對(duì)軋制工藝中的關(guān)鍵點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整重點(diǎn)集中在精軋區(qū)域，待溫厚度為80 mm，總壓下量為68%;精軋經(jīng)過7道次軋成最終產(chǎn)品厚度，總壓下量為75%，經(jīng)過調(diào)整的相關(guān)工藝參數(shù)制度如表4所示。

表4 Q460C軋制關(guān)鍵點(diǎn)工藝控制制度

分析前期生產(chǎn)的性能結(jié)果發(fā)現(xiàn)，屈服強(qiáng)度的余量很大，而延伸非常小，低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在此次調(diào)整的工藝參數(shù)中，有針對(duì)性地調(diào)整了溫度控制中的終軋溫度、返紅溫度及ACC的冷卻強(qiáng)度。改進(jìn)前過程控制中主要是溫度控制的太低，冷速過快，使鋼板芯部組織也出現(xiàn)了貝氏體組織，造成延伸率不合。由此采取提高終軋溫度控制范圍10℃，按中上限控制，調(diào)低冷卻強(qiáng)度1～2℃/m，從而得到了合格的鋼板性能指標(biāo)，見表5。按此調(diào)整后的工藝進(jìn)行了多次生產(chǎn)，鋼板的性能均合格，屈服強(qiáng)度平均在500～510MPa，延伸率在20%～23%，比較穩(wěn)定。

表5 Q460C鋼板延伸合格的性能指標(biāo)數(shù)據(jù)

3.2 合格鋼板的斷口和金相組織檢測(cè)

圖3 460C延伸率合格斷口形貌

圖3為伸率合格斷口，由斷口形貌看，試樣縮口較明顯，出現(xiàn)典型的塑性拉伸特征，韌性較強(qiáng)。

3.2.2 金相結(jié)果分析

圖4顯微組織，由表面至芯部組織鐵素體、珠光體晶粒均得到細(xì)化，表面組織為鐵素體+珠光體+少量彌散貝氏體，芯部為鐵素體+珠光體，表層貝氏體的存在保證了鋼板屈服強(qiáng)度的指標(biāo)，芯部是珠光體和鐵素體組織，保證了帶鋼的韌性，鋼板延伸較好，整體鋼板晶粒細(xì)化，大小均勻，由此鋼板性能組織均勻，得到了合格的產(chǎn)品。

圖4 試樣不同厚度處的合格顯微組織

4 效果

八鋼中厚板軋制Q460C生產(chǎn)工藝參數(shù)調(diào)整后，對(duì)生產(chǎn)過程及產(chǎn)品進(jìn)行了跟蹤對(duì)比分析，軋制過程控制參數(shù)的穩(wěn)定，保證了產(chǎn)品組織和性能的穩(wěn)定。統(tǒng)計(jì)分析236塊Q460c鋼板，實(shí)際控制屈服強(qiáng)度平均為514MPa，抗拉強(qiáng)度631MPa，延伸率為22%，如圖5。實(shí)際控制終軋溫度平均為805℃，ACC返紅溫度為635℃，冷卻速度平均為7.83/s，如圖6。

圖5 Q460c力學(xué)性能參數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖6 Q460c軋制過程能力報(bào)告

5 結(jié)束語

Q460C鋼板的性能組織控制中，表層組織是鐵素體、珠光體和少量彌散貝氏體，芯部是鐵素體和珠光體，晶粒尺寸細(xì)化，則容易得到較合適的延伸率。在軋鋼環(huán)節(jié)關(guān)鍵是控制好溫度及冷卻強(qiáng)度，如終軋溫度過低和冷卻強(qiáng)度過高，則鋼板芯部組織容易出現(xiàn)貝氏體，同時(shí)鋼板內(nèi)部組織容易出現(xiàn)混晶現(xiàn)象，從而導(dǎo)致延伸率明顯降低，影響鋼板性能不合。