Q345EL钢铌硼镍微合金化工艺实践

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钛微合金化Q345E钢的试验研究

微合金化钛微合金化Q345E 钢的试验研究王建锋1,邓深1,2,饶江平1,3,李光强1,张峰1,4(1.武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430081;2.柳州钢铁集团公司,广西柳州545002;3.武汉钢铁集团公司炼钢总厂四分厂,武汉430083;4.宝山钢铁股份有限公司硅钢部,上海200941)摘要:采用钛微合金化技术生产出具有较高屈服强度和良好低温冲击韧性的Q 345E 钢,其组织均以铁素体+珠光体+少量回火索氏体组成。

缓冷和快冷试验结果表明钛微合金化Q 345E 具有较高的性能稳定性,强度增加主要是T i 细晶强化及沉淀强化作用引起的,研究为钛微合金化钢的进一步推广作了有益尝试。

关键词:Q345E ;钛;微合金化钢;细晶强化中图分类号:TF762+.3 文献标识码:A 文章编号:1004-7638(2010)02-0020-06Experim ental Study on the T iM icroalloyed Q345E SteelW ang Jianfeng 1,Deng Shen 1,2,Rao Jiangpi n g 1,3,L iGuangqiang 1,Zhang Feng1,4(1.K ey L aboratory for F errousM eta ll urgy and R esources U tilization ofM i n i stry o f Educati on ,W uhan U niversity o f Sc i ence and T echno logy ,W uhan 430081,H ube,i China ;2.L iuz hou Iron &Stee lG roup Co .L td .,L i uzhou 545002,Guangx,i Ch-i na ;3.T he 4th Branch o f Stee l m ak i ngW o rks ,W uhan Iron and Stee lG roup Co .,W uhan 430083,Hube ,i Ch i na ;4.S ili con Stee l D iv i s i on o f Baosteel Co.L td .,Shangha i 200941,Ch i na)Abst ract :The h i g h perfor m ance Q345E steelw ith h i g h y ield strength and stable l o w-te m perature i m pacttoughness w as m ade by T itan i u m m icroalloy i n g techno logy .The m icrostructure of deve l o ped Q345E steel is co m posed o f ferrite ,pearlite and a little te m pered sorbite .S lo w cooling and fast coo li n g experi m enta l resu lts sho w ed that titan i u m m icroa lloyed Q345E stee l has high perfo r m ance stability ,the i n crease o f streng th is caused m ainly by gra i n -refining strengthening and precipitation strengthening .This research is a benefi c ial atte m pt for further pro m otion o f titan i u m m icroalloyed stee.l K ey w ords :Q345E ;titan i u m;m icroalloyed stee;l fi n e -gra i n strengthening0 引言Q345E 低合金高强度结构钢板系列产品广泛用于高层建筑、地下和海洋设施、铁路运输、工程机械、压力容器等各类低温环境下使用的工程结构件,特别是对可焊性和低温冲击韧性要求严格的重要结构件。

铌钛微合金钢板的工业试制

N b -T i 微合金化钢板的工业试制代晓莉，范建文，谢瑞萍，张维旭，王彦锋（首钢总公司技术研究院，北京100041）摘要：用热模拟试验方法研究了N b -T i 微合金钢的再结晶规律，在此基础上制定了合理的炼钢、控轧控冷工艺，进行N b -T i 微合金钢的工业试制。

分析了N b 、T i 等微合金元素对钢材组织、性能的影响。

研究结果表明：对Q 345钢进行N b 、T i 微合金处理并采用合理的控轧控冷工艺后，板材铁素体晶粒度提高1.5~2.0级，力学性能达到了Q 390D 的要求。

关键词：N b -T i 微合金钢；T M C P ；热模拟中图分类号：T G 142.13；T G 156.21文献标识码：A文章编号：1003-9996（2005）01-0011-03T r i a l p r o d u c t i o n o f N b -T iL i c r o -a l l o y e d s t e e l pl a t e D A I X i a o -l i ，F A NJ i a n -w e n ，X I ER u i -p i n g ，Z H A N G W e i -x u ，W A N GY a n -f e n g（T h eT e c h n i c a l R e s e a r c h I n s t i t u t e S h o u g a n g ，B e i j i n g 100041，C h i n a ）A b s t r a c t ：T h e r e c r y s t a l l i z a t i o n r u l e s o f t h eN b -T im i c r o -a l l o y e dC -M n s t e e l h a v e b e e n r e s e a r c h e db y th e h o t s i m u l a t i o n t e s t s .A c c o r d i n g t o t h e r e s u l t s o b t a i n e d i n t h e l a b o r a t o r y ，t h e a p p r o p r i a t e s t e e l m a k i n g a n dT M C P t e c h -n o l o g i e s h a v e b e e nm a d e u p a n d t h e i n d u s t r y t r i a l p r o d u c t i o n h a s b e e n p e r f o r m e d .S o m e r e s e a r c hw o r k h a s b e e n d o n e a b o u t t h e e f f e c t s o f N b a n dT i e l e m e n t s o n t h em i c r o s t r u c t u r e a n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s .T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e f e r r i t e g r a i n s i z e l e v e l o f t h i s N b -T i m i c r o -a l l o y e d s t e e l p l a t e a d v a n c e s 1.5t o 2.0l e v e l a n d t h em e c h a n i c a l p r o p e r -t i e s r e a c hQ 390D .K e y wo r d s ：N b -T i m i c r o -a l l o y e d s t e e l ；T M C P ；h o t s i m u l a t i o n 收稿日期：2004-03-01作者简介：代晓莉（1977-），女（汉族），黑龙江人，工程师，硕士。

Q345级铌微合金化H型钢的研究与生产

5 结语
（1）其在传统的16Mn 钢种的基础上增加适量的铌，形成了具有较高强度和良好冲击性能的钢种。
（2）在铌微合金化H型钢的生产中，对连铸异型坯腹板纵裂、低温冲击性能产生波动等质量缺陷进行了问题分析和试验分析，积累了生产过程中对钢种成分控制、加热制度制定和轧制工艺优化等方面的经验和技术诀窍。
（3）莱钢生产的铌微合金化H型钢强度高、塑性好、低温冲击性能稳定，已经在高层民用建筑等领域大量使用。
为了适应高层建筑、铁路工程、桥梁等对大规格H型钢高强度、高韧性的需求，进行了大规格低合金高强H 型钢新产品的开发。本文重点介绍莱钢铌微合金化Q345C、D等级H 型钢的生产与研究情况。
2 主要生产工艺
2.1 主要生产工艺流程
热轧低合金高强H型钢的开发主要在莱钢 2005年新投产的型钢炼钢厂和型钢厂大型H型钢生产线进行。
（2）低温冲击性能波动。在生产铌合金化H型钢过程中，在进行低温冲击试验时，出现D级钢成品夏比冲击功波动较大的现象。为此，选取了低温冲击功出现异常的试样，进行了金相和扫描电镜分析。
从表5和扫描电镜试验结果分析，试样中的各类夹杂物整体水平较低，部分试样虽然夹杂物较多，但是夹杂物的多少和长度不是造成试样低温冲击功较低的主要因素。
Q345级铌微合金化H型钢的研究与生产
尊敬的各位专家、教授、学者，尊敬的各位领导、各
位来宾,女士们,先生们，大家好！按照会议的安排,下面,我就“Q345级铌微合金化H型钢的研究与生产 ”与各位进行交流，请大家批评指正。
1 前言
大型型钢生产线主体设备由德国西马克·梅尔公司引进，是我国最先进的H型钢生产线之一，其大规格H型钢产品填补国内 H型钢空白。
（2）钢种中P、S等杂质元素含量较少，塑性、冷弯性能提高，且具有较低的冷脆倾向。

硼对低合金Q345钢板组织和性能的影响

其成分要求在普碳钢和低合金钢的基础上添加０．０００８％一Ｏ．ＯＯ２Ｏ％的硼。本文通过研究硼对低
将２５０ｍｉｌｌ厚低合金Ｑ３４５连铸坯加热到１２２０ｏＣ，经过４３００ｍｌｎ四辊可逆轧机先粗轧至１００ｍｎｌ控温厚度，再精轧至４０ｎＴｆｌ目标厚度，轧
ｂａｓｉｃａｌｌｙｔｈｅｓａｍｅ，ｉｔｗａｓｌｅｓｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｌｏｗ
要求。秦皇岛首秦金属材料有限公司（简称首
号钢和不含硼２号钢，低合金Ｑ３４５连铸坯主要化学成分见表１。
表１低合金Ｑ３４５连铸坯主要化学成分％
编号
１
２
ｃ
Ｓｉ
Ｍｎ
Ｐ
Ｓ
Ａ１。
表２４Ｏｍｍ厚低合金Ｑ３４５钢板的实际轧制工艺参数
编号
１２１０６０１０６４８４７８４８８３３８３６７９９８００６０１５９８７．５４７．６５
合金Ｑ３４５钢板组织和性能的影响，为ＳＳ４００Ｂ的开发工作提供技术支持。
后进行快速层流冷却至６００ｏＣ，然后在冷床上冷却

天铁Ti微合金化Q345B的生产实践

［摘要】为了减少Ｃ－Ｍｎ钢Ｑ３４５Ｂ中Ｍｎ合金消耗，采用Ｔｉ微合金化的成分设计思路，通过细晶强化和析出强化
保证Ｑ３４５Ｂ钢的强度。该钢种在天铁１７５０ｍｒｆｌ半连续热连轧机组实现了工业化生产。热轧加热温度１２００℃，终轧
Ｃｈｉｎａ；２．ＢａｒＲｏｌｌｉｎｇＭｉｌｌ，ＴｉａｎｊｉｎＴｉａｎｔｉｅＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＧｒｏｕｐ，ＳｈｅＣｏｕｎｔｙ，ＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ０５６４０４，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆＭｎａｌｌｏｙｉｎＱ３４５Ｂｓｔｅｅｌ，ｔｉｔａｎｉｕｍｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｉｎｇ
ｃｏｏｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒＱ３４５Ｂｔｉｔａｎｉｕｍｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｉｎｇｓｔｅｅｌｅｎａｂｌｅｄｔｈｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｔｏｐｏｓｓｅｓｓｇｏｏｄｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ
温度在８４０～８８０℃，卷取温度在５５０６２０ｏＣ。通过采用合理的控轧控冷工艺，使钢板获得了良好的金相组织和力学

包钢高强度低温用微合金化H型钢的生产实践

（１）在Ｑ３４５Ｂ的基础上调整Ｃ含量．钢的Ｃ含素加入量过多反而会降低钢的延塑性．因此，包钢在
量适当降低会影响钢的强度，即使屈服强度和抗拉设计之初严格控制钢硼元素的含量，以期达到最优
中图分类号：ＴＰ２４２
文献标识码：Ａ
摘要：包钢试制Ｑ３４５Ｅ连铸坯并进行轧制，在添加痕量硼元素的低合金高强度Ｈ型钢的基础上，进行了合金成
分设计，确定了钒硼复合添加的工艺方案以降低钢的韧脆转变温度．低温冲击功数值检测良好，夹杂物及晶粒度控
２０１６年６月第３５卷第２期
内蒙古科技大学学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｊｕｎｅ，２０１６Ｖｏ１．３５．Ｎｏ．２
文章编号：２０９５—２２９５（２０１６）０２－０１６９—０３
热轧Ｈ型钢保证低温冲击韧性的技术手段主要有２种途径：（１）通过轧钢过程中控轧控冷实现细晶强化，达到保证低温冲击韧性的目的；（２）通过添加保证低温冲击韧性的镍、钼等合金成分达到低温冲击韧性高的目的．因Ｈ型钢控轧控冷细晶强化
ＤＯＩ：１０．１６５５９／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９５—２２９５．２０１６．０２．０１７
包钢高强度低温用微合金化Ｈ型钢的生产实践
王慧军，陈林，翁举，莫日格吉勒，卜向东，宋振东

钛微合金化抗低温冲击H型钢Q345E的开发

钛微合金化抗低温冲击Ｈ型钢Ｑ３４５Ｅ的开发
张学民，赵圣功
（山钢股份莱芜分公司炼钢厂，山东莱芜２７１１０４）
摘要：山钢股份莱芜分公司炼钢厂原采用铌镍硼微合金化生产抗低温冲击Ｈ型钢Ｑ３４５Ｅ，但产品冲击性能波动大、合格率低、效益差。为此，对原生产工艺进行优化调整，采用低碳钛微合金化，使用钝化镁粒脱硫，铝锰铁、铝粒脱氧，连铸保护浇注，调整轧钢工艺并加强各工序控制，开发的产品一２０℃冲击功１２０～１６０Ｊ／ｃｍ，＿４５℃冲击功７０～１００Ｊ／ｃｍ，产品成材合
加，钢中ＴｉＣＳ化合物逐渐增多并取代ＭｎＳ夹杂，即Ｔｉ的加人夺取了ＭｎＳ中的ｓ，与之形成更为稳定的Ｔｉｃ：ｓ：，可减少ＭｎＳ的析出，钢中的长条状ＭｎＳ夹杂物因ＴｉｃＳ：的形成而减少。球状ＴｉＣ：Ｓ：硬度高，在
Ｔｉ与Ｓ的亲和力强于Ｍｎ与Ｓ的亲和力，随Ｔｉ含量增
能较好，夹杂物及晶粒度控制水平也有明显的改
善，生产成本大幅度降低，为以后批量生产及产品质量提升打下了基础。
２钛微合金化开发工艺
莱钢原采用铌镍硼微合金化工艺生产Ｑ３４５ＥＨ型钢，其屈服强度（＞３４５ＭＰａ）、抗拉强度（４７０～
高温热轧时不变形，可改善钢的冲击韧性］。Ｔｉ加入量过多，易形成粗大的Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）夹杂物，对钢的韧性不利。本试验控制Ｔｉ在０．０１２％～０．０２０％，既控制晶粒度，减少钢中夹杂，又对冲击韧性有一定贡献。

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莱钢科技
２１０２年６月
Ｑ４３５Ｌ钢铌硼镍微合金化工艺实践Ｅ
李松，纪瑞东，李俊，孙翠华
（炼钢厂）
摘
要：阐述了生产Ｑ４Ｅ３５Ｌ钢的工艺措施。通过铌、硼、镍微合金化，提高了Ｑ４Ｅ３５Ｌ钢
表１Ｑ４Ｅ３５Ｌ钢化学成分成Ｃ分标 ≤１准ｎ８ＳＰＳＮｂ％Ｂ
钢有强烈的沉淀强化作用。
１２硼微合金化．钢中添加少量硼生成的Ｆｅ—Ｃ—Ｂ脆性相复合
化合物，在轧制过程中固溶于奥氏体中逐渐弥散化，
微动，钢水不得裸露。
Ｑ４Ｅ３５Ｌ钢成品化学成分见表２。
表２Ｑ４Ｅ３５Ｌ钢成品成分
炉号ＣＳＭＰｉｎＳＮＮｉｂ
％
Ｂ
样１０１０１．４．１００２．６．２．１．７１２０１．１０４００００
复轧制１次，后热锯切头后送往万能连轧机１道然
组，制温度见表４轧。
表４ＢＤ和Ｆ轧制温度Ｍ
批炉蠢号号
ｍ，、ｓ１
线后大氩气搅拌３，钢包转出精ｎ软吹要求包内钢液，ｉ，
表５轧材性能
炉号刷腿度抗拉强度
／ＰａＭＹ０４一】８２９５９Ｙ９一ｌ８３０４５９４５０３０８／ＰＭａ５５２５５２３】２８
℃
℃
℃
终点０１０２．６．１００７．１．２．０７．１．２１２０３．０５０３００１０００
取第二个样，根据硼含量进行适度微调。３钢水出站前，用喂硅钙线进行钙化处理，）采硅钙线喂人量为１０ｎ，８ｌ喂线速度＞３ｍｓ／。喂硅钙
２Ｂ）Ｄ开轧温度不低于１１０℃ ，开坯轧机往５经
的一０℃低温冲击性能。Ｑ４Ｅ５３５Ｌ钢种的成功开发，对产品品种结构调整和提升盈利水平具有重要的意义。
关键词：Ｑ４Ｅ３５Ｌ钢；微舍金化；低温冲击性能
０前言
山钢股份莱芜分公司在中型线试制Ｑ４Ｅ３５Ｌ品种钢，此钢种要求具有一Ｏ℃ 低温冲击性能，对５钢中夹杂物、组织形态以及氮氧含量提出了更高的
镍的主要作用是促成和稳定奥氏体，增加钢的高温强度。此次试制发现镍对提高低温冲击功效果
明显。
１铌硼镍的微合金化机理及作用
１１铌微合金化．
２Ｑ４Ｅ３５Ｌ钢种工艺流程
２１工艺流程．
铌是强碳、氮化物形成元素，在钢中极易形成稳定难溶的ＮＣ、Ｎ（Ｎ）ｂｂＣ，在凝固期，先期析出的ＮＣ、Ｎ（Ｎ）微小弥散质点，有利于形成ｂｂｃ
采用挡渣塞及挡渣球挡渣出钢工艺，确保挡好
一
次渣及二次渣，钢包渣厚小于１０ｍ０ｍ。出钢后在
钢包表面加入炉渣改质剂５ｇ０ｋ。为ＬＦ精炼创造良好的精炼条件。Ｑ４Ｅ３５Ｌ钢化学成分控制要求见表１。
４１９Ｑ４Ｌ２０ｘＸ２５／．３４５５７４１８／． —５３３Ｅ９ｘ０８１．３４５／．２／．４９２８５Ｈ４２３８７／．３５．５／．５２
连轧机组轧制。１加热炉温度严格按照质量计划对温度的要）求，证各段温度稳定，热均匀，温充分。加热保加保
作者简介：李松（９２一），男，２０１８０６年７月毕业于安徽工业大
５１－３０ ≤ ｎ５ｎ５０１ｎｎ００５．１５２ｎ４．８晒嗍ａ１１．０５５０一１２
初１ａ３ｎ５０．—３ａ１ｎｌｎ５ｎ５０１ｎ炼ｎ０１１．１０１－－５２．０￣００一．８０≤ ０４５０
温度及时间见表３。
第３期（总第１９期）５
２３Ｌ．Ｆ精炼工艺控制
１采用出钢渣洗工艺，）出钢前在钢包包底加入
表３加热温度及时间
全预熔合成渣１０ｋ，到了提前脱氧、０ｇ起脱硫作用，
加速精炼前期成渣速度，缩短精炼周期。２进站喂铝线２进行脱氧调渣，精炼炉）０ｍ在采用复合脱氧剂和硅钙钡进行扩散脱氧，每隔３ｍｎｉ粘渣一次，观察熔渣渣况，根据渣况及时调整脱氧操
学钢铁冶金专业。助理工程师，主要从事转炉炼钢生产工作。
内１ｎ１ｎ５１ —３唧￣０６ｎ５Ｈ１ｎｎ００１控ｎ１１ｎ－３．１一５５１．５５ａ１０５．５８０８．６０￣
３５
李
松，等：Ｑ４Ｅ３５Ｌ钢铌硼镍微合金化工艺实践
变后，析出极为细小（１— ｍ）的ＮＣ约２ｎｂＮ，对
低于３，石在吹炼前期加人，入量控制在ｌ０Ｓ矿加５ｋ／钢以内，点严禁加矿石降温。做到全过程化ｇｔ终
渣，渣不透不允许放钢。终
时机，料于终点前３ｍｎ加完。终点压枪时间不渣ｉ
２２转炉工艺控制．
较细小的等轴铸造组织，这种结构赋予细小的原始奥氏体晶粒，并将在加热过程中抑制奥氏体晶粒长
大。在奥氏体区热变形过程中，根据ＮＣｂＮ溶解析出规律，通过控制加热温度、初、终轧温度等参数，控制ＮＣｂＮ的析出时机，利用ＮＣｂＮ在奥氏体中的析出，钉扎晶界、亚晶界、位错线等晶体缺陷处，来延迟奥氏体再结晶开始时间和防止二次晶粒长大，达到细化奥氏体晶粒，并进而细化铁素体晶粒，对钢产生强韧化作用。在奥氏体／素体相铁
表６钢中气体含量．炉钢号种规格氧／１含量Ｘ０氮量 × 含／ｔ０
剂＋碳化稻壳 ” 碱性覆盖剂（连铸机碱性保护，１号
渣）度２ｍ厚０ｍ。
２中问包温度控制在１２）５～１５５℃ 之间。５４３结晶器采用液面自动控制，定结晶器液）稳面，减少因结晶器液面波动对铸坯质量的影响。
能够提高钢的淬透性；硼在晶界上的偏聚可以减少
磷等元素的偏聚程度，对提高低温冲击韧性具有重要作用，硼还能使含铌钢的热延性得到进一步改善。
１３镍微合金化．
要求。在炼钢一中型线工序的精心组织和密切配合
下，较好的完成了试制计划，轧制性能满足了用户使用要求，提升了产品开发能力。
２５加热及轧制工艺．
４１９Ｑ４Ｌ２０ｘ ×２１／．４６６４７０１６／． —５２３Ｅ９ｘ０８１．４４１１．９／．４０８８５Ｈ４２５５５／．３１．５／．４３
本次轧制规格为Ｈ９２０× ２４Ｘ０８×１，用万能２采
３物理检测表明，行铌硼镍微合金化后，）进轧材物理性能有明显改善。通过与以前生产过的
Ｙ９ — ５９０４１８２样２０１．５１２．１００９．６０００００１．００１．３０１．０４．２．００００终点０１０２．４．１００５．７．２．０９．１．０１２Ｏ１．０４０３００００００
１２／冲击冲击冲击％３
２４连铸工艺控制．
１２９９２
１６９１０１
ｌ０９１６２
１正常浇注的中间包液面高度大于８０ｍ拉）０ｍ，
速控制在０５～０７ｍｍｎ全过程保护浇注，包．．／ｉ，大
Ｙ９—５３８９ｏ３Ｅ０１７１７— ５０１９１０１９９５一ｏＱ４Ｌ１５— ００１８１７— ０７４８９１５１１２２２２８
作。通电化好渣后，大氩气搅拌１ｉ，ｎ取第一个光ｍ
谱样，样完毕喂硼铁线１／（５取０ｍ炉以０ｔ出钢量计，回收率按照７％计算）喂硼铁线完毕根据初硼０，炼成分进行其它成分微调，保喂硼铁线后５ｍｎ确ｉ
炉号
批号轧