馬占福 ，向華 ，趙虎 ，陳曉山

（1.寶鋼集團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對生產(chǎn)過程中的溫度設定、變形率調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、屈服強度預警等問題，導致產(chǎn)品改判。技術團隊針對此性能異常產(chǎn)品進行了檢測分析，對比分析生產(chǎn)工藝參數(shù)，對Q460C生產(chǎn)工藝進行了調整和優(yōu)化，最終得到了合格的產(chǎn)品。

2 性能異常Q460C產(chǎn)品檢測及工藝分析

針對性能異常Q460C產(chǎn)品進行檢測分析，分析延伸不合及屈服預警批次的組織性能，重點分析軋制工藝參數(shù)的設定、調整和優(yōu)化對鋼板的組織性能的影響。Q460C化學成分見表1。

表1 Q460C化學成分 %

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℃開始進行再結晶區(qū)軋制，在粗軋機經(jīng)9道次軋成75 mm，總壓下量為70%;在精軋區(qū)930～820℃進行非再結晶區(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

按此工藝控制要點執(zhí)行，根據(jù)國標 GB/T 1591-2018《低合金高強度結構鋼》判定，出現(xiàn)部分批次的鋼板延伸不合、屈服預警現(xiàn)象。不合鋼板的性能數(shù)據(jù)見表3。在4200 mm中板軋機生產(chǎn)線共發(fā)生了6個批次鋼板延伸率不合格，均低于標準要求約2%，而有的屈服強度超過了600MPa，4個批次屈服強度預警，延伸較高，由此對不合格試樣進行了斷口和金相組織分析。

表3 Q460C牌號鋼板延伸不合的性能指標

2.2 Q460C組織性能檢測

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，主要是溫度設定出現(xiàn)偏差，冷卻強度過高，直接導致CCT冷卻曲線右移，造成大量的貝氏體出現(xiàn)，直接導致屈服強度高，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)場調整了軋制工藝制度，通過對開軋溫度、終軋溫度及冷卻強度的優(yōu)化和調整，實現(xiàn)了對鋼板組織性能的改變。

3.1 工藝參數(shù)制度調整

在生產(chǎn)測試中，對軋制工藝中的關鍵點參數(shù)進行了調整，調整重點集中在精軋區(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)過調整的相關工藝參數(shù)制度如表4所示。

表4 Q460C軋制關鍵點工藝控制制度

分析前期生產(chǎn)的性能結果發(fā)現(xiàn)，屈服強度的余量很大，而延伸非常小，低于國家標準，在此次調整的工藝參數(shù)中，有針對性地調整了溫度控制中的終軋溫度、返紅溫度及ACC的冷卻強度。改進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，調低冷卻強度1～2℃/m，從而得到了合格的鋼板性能指標，見表5。按此調整后的工藝進行了多次生產(chǎn)，鋼板的性能均合格，屈服強度平均在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數(shù)據(jù)

3.2 合格鋼板的斷口和金相組織檢測

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。

3.2.2 金相結果分析

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度的指標，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)調整后，對生產(chǎn)過程及產(chǎn)品進行了跟蹤對比分析，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)計分析236塊Q460c鋼板，實際控制屈服強度平均為514MPa，抗拉強度631MPa，延伸率為22%，如圖5。實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力學性能參數(shù)統(tǒng)計

圖6 Q460c軋制過程能力報告

5 結束語

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，晶粒尺寸細化，則容易得到較合適的延伸率。在軋鋼環(huán)節(jié)關鍵是控制好溫度及冷卻強度，如終軋溫度過低和冷卻強度過高，則鋼板芯部組織容易出現(xiàn)貝氏體，同時鋼板內(nèi)部組織容易出現(xiàn)混晶現(xiàn)象，從而導致延伸率明顯降低，影響鋼板性能不合。