控轧控冷与正火工艺对Q370qE钢板组织性能影响的研究

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山东大学
硕士学位论文
控轧控冷与正火工艺对Q370qE钢板组织性能影响的研究
姓名：周兰聚
控轧控冷与正火工艺对Q370qE钢板组织性能影响的研究
摘要
国内外桥梁用钢的历史表现为普碳钢一低合金钢一高强度钢一高性能钢
的发展轨迹。微合金化桥梁用高性能钢在国内外得到广泛的发展和应用，显
示了良好的市场前景。
首先，利用真空熔炼、试验轧机轧板进行成分筛选，确定桥梁用Q370qE
钢板的成分设计；然后，使用MMS--100热／力模拟实验机对试验钢板进行热
模拟试验，测定CCT曲线，进行不同冷速、不同变形温度、不同变形量条件
下的组织分析，进行相变规律研究，建立该钢种的变形抗力数学模型；最后，
将热模拟试验结果和现场工艺装备条件相结合设计了Q370qE钢板的现场试
验工艺参数，对控轧控冷态和正火热处理态钢板进行性能测试，采用金相、
扫描电镜、能谱分析、透射电镜对钢板的微观组织和析出物进行观察和分析。
另外，开展正火热处理试验，为现场生产制订热处理工艺参数提供依据。
通过实验室和生产现场对Q370qE钢板的系统研究，结果表明：(1)成分
设计上，镍显著提高钢板的低温冲击韧性，适量的v在钢中可补充Nb析出强
化的不足，较厚规格钢板需采用Nb、V、Ti、Ni复合的微合金化设计，薄规
格钢板可采用Nb、Ti、Ni复合的微合金化设计；(2)Q370qE钢终轧后冷却
速度应控制在5℃／s左右，此时，可获得细小均匀的铁素体和珠光体组织：(3)
终轧温度选择850℃最为合适，随终轧温度的升高，铁索体晶粒长大，珠光体
的片层间距增加，组织的均匀性变差；(4)揭示了不同变形温度、不同变形
程度和不同变形速率对该钢种变形抗力的影响规律；建立了相应的变形抗力
数学模型，这一模型的回归结果与实测结果吻合较好；(5)控轧控冷钢板晶
粒普遍较为细化，钢板组织性能与控轧控冷工艺参数关系密切；(6)控轧控
冷态和正火态钢板样品内有粒子析出，析出顺序为：TiN、Nb(CN)、A1N，也有Fe4N的析出，没有发现V、Ni二相粒子的析出；(7)考虑中厚板厂实际
生产条件及依据实验室热处理试验结果，确定Q370qE的工业生产正火工艺参
数为：890±1012保温，保温时间1．2min／mm。正火后钢板为典型的铁素体+
珠光体组织，晶粒更为细小均匀，不但提高了热处理效率，还取得了钢板综
合力学性能的效果，是切实可行的。
关键词：桥梁用高性能钢控轧控冷正火组织性能