1引言

 

　　以微合金化结合控轧控冷及热处理工艺生产非调质高强度钢的工艺方法，是钢铁生产上具有重要意义的成果之一，利用低碳贝氏体钢生产高强度钢板就是其中的一种。与普通低合金钢相比，该钢种由于碳含量大幅度下降（一般≤0.10%），在保证强度较高的条件下，仍能保持很高的韧性，并在恶劣琢境下能满足良好焊接性能，其应用范围广泛，可用于煤机行业及海洋设施等领域。我国研究和工业性生产低碳贝氏体钢起步较晚，目前只有少数拥有先进冶炼和轧机装备的钢铁企业开发出了具有自身特色的低合金高强度钢板[1]。Q690D低合金高强度钢板主要是煤矿支架用钢，使用环境恶劣，对强度、韧性和焊接性能均要求较高。南钢采用低碳贝氏体钢生产工艺路线，成功地开发了Q690D高强板。

 

　　Q690D高强板工艺实验的生产条件是南钢中厚板卷厂150t转炉—3500mm炉卷轧机，工艺路线为：铁水预脱硫—150t转炉—LF炉外精炼—板坯连铸—控轧—控冷—矫直—剪切—入库。铸坯加热温度1180℃～1220℃，采用两阶段控制轧制与快速冷却，二阶段开轧温度≤920℃，二轧程厚度控制在2～4倍的成品厚度，终轧温度控制在810～850℃，采用快速冷却工艺，返红温度控制在480～560℃，以保证钢板良好的综合性能。

 

　　本文针对Q690D高强板冲击性能不稳定的现象进行了分析，利用一级二级数据、轧制工艺研究等手段，分析了造成高强板Q690D冲击性能不稳定的原因，为其稳定生产的制定提供理论依据。

 

　　2影响Q690D冲击功的原因及解决办法

 

　　从高强板性能检测分析结果来看，高强板的机械性能特别是冲击功不稳定，而影响冲击功不稳定的主要原因是组织转变以及晶粒尺寸不均匀[2][3]，我们从下面图表中进行相关分析：

 

　　2.1道次压下量对Q690D冲击功的影响

 

　　图1为总压下量与冲击功的关系图，由图1可见，随着总压下量的降低，高强板的平均冲击功呈曲线降低。

 

　　原因是加大轧制的累计变形量后，控轧态贝氏体组织的晶粒尺寸大小略有降低，组织的方向性也有所改善，特别是对于厚板的芯部，适当的累计变形量是获得预期组织和性能的很重要的工艺参数。

 

　　由图2可以看出，随着待温坯厚度的降低，Q690D平均冲击功得到改善，因为低碳贝氏体钢的优良综合性能主要来自于钢的组织细化及贝氏体中的高位错密度，首先要在控轧过程中于非再结晶区轧制阶段引人高密度畸变区，这些高密度畸变区在随后的冷却过程中成为相变核心，大幅度促进组织细化，这种组织在精轧后快速冷却下就可得到极为细小的贝氏体，所以降低待温坯厚度（不高于60mm）可以改善高强板的冲击功。

 

　　2.2终轧温度对Q690D冲击功的影响

 

　　由图3可以看出，终轧温度控制在810-825℃温度范围内，高强板的冲击功较好，当终轧温度低于800℃时，其冲击功较差，而且钢板经控冷后板形很差，矫直难度非常大，而如果温度控制在810-825℃，不仅可以保证板形，在不影响强度的前提下，同时可以保证冲击功。

 

　　2.3返红温度对Q690D冲击功的影响

 

　　结合图4可以看出，返红温度控制在505-537℃范围内，高强板的冲击功较好，从综合角度考虑，比较合适的返红温度应该在一定范围内。返红温度过高会造成热轧态钢板的冲击功水平不高，而太低的返红温度不会明显改善冲击功，却会影响控冷后板形。

 

　　3结论

 

　　结合以上所有数据分析，为了改善高强板Q690D的冲击功，我们可以做以下几方面工作：

 

　　（1）对于25mm和30mm的高强板，待温坯厚度最大不应超过60mm。

 

　　（2）尽量增加粗轧阶段的压下量，保证得到较好尺寸的组织，同时待温温度不超过900℃。

 

　　（3）终轧温度尽量不低于800℃，而且要控制在810-825℃，同时返红温度也要控制在505-537℃范围内。

 

　　参考文献

 

　　[1]蓝慧芳，杜林秀，李卓，等.工艺参数对高强度钢强度及韧性的影响[J].材料热处理学报，2009，30（1）：64-65.

 

　　[2]张云燕，等.热处理工艺对690MPa级高强度结构钢性能的影响[J].钢铁研究，2007：10（5），29-31.

 

　　[3]邓天勇，许天波，吴迪，等.控轧控冷过程中低碳钢组织性能模型[J].轧钢，2007，24（3）：5-7.