微合金高强度船板钢轧制工艺研究.pdf

2006年2月·第23卷·第1期
轧钢
Feb, 2006 Vol23 No. 1
STEEL ROLLING
研究与开发
微合金高强度船板钢轧制工艺研究
张艳艳,蔡庆伍
(北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京100083)
摘要:在实验室分析了不同成分、不同控制轧制工艺生产的微合金高强度船板钢的晶粒大小,析出相的
形貌、分布和组成,为制订该钢种的生产工艺提供了主要依据。
关键词:微合金高强度钢;船板钢;控制轧制;析出相
中图分类号:TG335.51文献标识码:A文章编号:1003-9996(2006)01-0005-03
Research of Rolling Technology of Micro-alloyed High Strength Ship-plate Steel
ZHANG Yan-yan, CAI Qing-wu
中
(National Engineering Research Center for Advanced Rolling Technology
University of Science Technology Beijing, Beijing 100083, China)
A ract The grain size and precipitation phase morphology, distribution and cmposition of micro aloyed high a
国
strength ship-plate steel were anal zed under the experim al nins of i ent cemical msi on steels and
controlled rolling and controlled cling technology. It is the theory reference for making practical production techno
Key words micr alloyed high strength steel; ship-plate steel; controlled rolling; precipitation pha
aN
前言
究
控轧控冷工艺具有节约能耗、简化生产工2试验工艺
序、提高钢材综合力学性能等优点,所以国内外
试验用板坯取自某钢厂自行冶炼的钢坯,其
生产高强度船体结构用钢板均采用TMCPエ化学成分见表1。钢坯表面经清扫后装入厢式加因
导
王环县沪环导卫有
艺。本文利用北京科技大学350mm二辊可逆热炉,加热工艺为:加热段1200~-1250℃,均限
式轧机,对某钢厂生产的E420和E4602种微合热段1200-1230℃,出炉温度1150~1200℃
金高强度船板钢的控轧控冷工艺进行了试验研
司
表1试验钢的化学成分
%
钢种
Mn
N
Als
10.151.480.00420.0350.00860.0200.3
0.0340.0710.036
0.131.460.00390.0340.00760.021
0.38
0.0370.0090.036
0.01
对每一种成分的钢坯均采用2种轧制工艺。度≤1100、精轧开轧温度≤950℃、终轧温度
工艺I:粗轧累计压下率26.2%,精轧累计压≤850℃。轧后采用水幕层流冷却,冷却速度为
下率60.5%,粗轧3道,精轧9道;工艺:10C/s或20℃/s。
粗轧累计压下率51.5%,精轧累计压下率3试验结果及分析
40.0%,粗轧6道,精轧6道。两种工艺的成品
本试验由于受加热能力、轧机能力及冷却条
厚度均为30mn。轧制温度制度为:粗轧开轧温件的限制,实际控制没有完全达到预期参数。总
收稿日期:2005-06-10
收修改稿日期;2005-09-09
作者简介:张艳艳(1981-),女(汉族),河北人,硕士研究生。
6
轧钢
2006年2月出版
体上,加热温度、轧制温度及压下量控制较好,到的组织不同,精轧压下量越大,铁素体晶粒越
基本达到试验要求,但对冷却制度的控制较困细小,晶内及晶界处的析出物越多、越细,分布
难,与试验要求尚有差距。
越均匀。
成品钢板的金相组织如图1所示。由图1可
(2)析出物易在晶界形核,这是由于晶界的
见,在铁素体晶界和晶内有细小析出物,这是结构较紊乱、疏松,松弛应变能小,而且扩散激
Nb、V、等微合金元素的化合物,有些夹杂活能较低;而且,晶界处易富集杂质,因而增加
物尚需进一步确定。另外,还可得出以下2点:了过饱和度。另外,晶界处析出相的形核和长大
(1)同种成分的试样,精轧压下量不同,得使邻近区域的溶质贫乏,易形成溶质贫乏区。
15HM
15
n
国
15um
15HM
县
2×
环沪
环
图1试验钢板成品的金相组织
a)成分I、工艺I;b)成分、工ど[;c)成分Ⅱ、工艺I;d)成分Ⅱ、工艺Ⅱ
为进一步研究析出物的分布和密集程度,采
由碳氨化铌、碳氮化钒与奥氏体之间的界面
る有用扫描电镜观察试样的金相组织,如图2所示。能可知,这些碳氮化物的形状基本为球形,而
。由图2可见,不同成分的试样在精轧压下量相同TN容易在液相中形核、长大,一般为方形,见
公的情况下,含有V成分的试样其析出物较多,图3。在图3中,球形为N或V的碳氮化物,
较细小,较均匀。图2a-图2d中析出物的尺す。尺す约为100,方形为Y的碳氮化物,尺寸
分判为:50~200、50~200、30~50、50
约为300m。这是由于微合金元素碳、氮化物在
150nm
钢中溶解度不同,固溶顺序由低到高是TiN
在再结晶区和未再结晶区变形及变形后的驰b(C,N)豫过程中,微合金元素形成的碳氨化物会析出,溶解,因而最先析出、且尺寸大也较稳定。
这此细小弥散的析出物可成为新相的形核核心,4复合析出的分析与验证
从而增加形核量引起组织细化,并且当碳氮化物
由于碳化物、氮化物的生成反应经常同时进
析出后,会引起其周围的基体贫碳,从而使奥氏行,生成的二元碳化物、氮化物又均为同一晶
体的稳定性降低,在以后的连续转变过程中,将型,它们之间可以互相溶解形成多元复合化合
有一定数量的粒状贝氏体或针状铁素体优先形物。同种元素的碳化物和氮化物可以互相溶解形
核,后续生成的板条贝氏体将受到先期形成的组成通常所说的碳氮化物,不同合金元素的碳氮化
织限制而得到细化,同时在新相的生长过程中碳物互相溶解也可形成更为复杂的复合析出物。上
氮化物也可起到限制贝氏体组织长大的作用,从田等人研究了碳氮化铌与碳氮化钒的复合析出,
而引起贝氏体组织的细化
确认了这种复合析出物的存在,并认为,这是由