薄规格Q460C性能分析

孔　鹏 / 宝钢集团新疆八一钢铁股份有限公司

薄规格Q460C性能分析

孔鹏 / 宝钢集团新疆八一钢铁股份有限公司

本文主要针对八钢中厚板分厂轧制薄规格Q 460C存在屈服强度余量不足的问题展开分析，通过统计、对比两个出钢记号（GL5241D2（轧制工艺为CR）/GL5821C1（轧制工艺为CR+ACC）），提出改进Q 460C屈服强度的方法。

Q 460C；屈服强度

1.概述

拉伸性能是金属材料重要的机械性能之一，通过拉伸性能试验检测出屈服强度、抗拉强度等性能指标，对把握金属材料的性能、应用和科学研究有着重要意义。460MPa级高强钢的原来生产方式为调质处理，但由于近来成本压力增加，生产工艺逐渐由调质改变为控制轧制，最终被TMCP工艺所取代，特别是近年来中厚板装备水平大幅提高，采用TMCP工艺生产460MPa级高强钢已是主流趋势，八钢中厚板在2011年ACC冷却系统投入使用后，先后开发出多个品种的TMCP工艺，Q460就是其中一个，伴随着钢中合金元素的降低，而ACC所能提升强度有限，导致在TMCP工艺探索过程中出现屈服强度不合的现象，本文针对Q460C薄规格钢板性能不合原因进行分析、对比，提出了改进方向。

2.国家标准要求

表1-1

3. 14～16mmGL5821C1 Q460C性能统计

针对14/16mm，GL5821C1轧制Q460C钢板，统计性能及工艺情况如下表2-1所示，从表中不合率可以看出14mm/16mm不合率整体偏高（除去由于自身技术工作不到位造成一次100％，平均46.6％），且12月16mmQ460C屈服强度均值470MPa，由于样本量有限无法准确计算出CPK，因此以直方图表示，见下图2-1，14mmGL5821C1的95％平均值置信区间470.12～489.21MPa，16mmGL5821C1的95％平均值置信区间469.67～484.33MPa，对比表1-1中标准可以看出14/16mm屈服强度存在极大隐患，另对于一批次钢板进行金相实验分析，分析结果如图2-2与表2-2所示，晶粒度较正常水平偏低。

表2-1

图2-1　GL5821C1屈服强度直方图

图2-2　Q460C薄规格金相照片与夹杂物照片

表2-2　金相实验结果

4. 14～16mmGL5241D2 Q345性能统计

12月底GL5241D2轧制Q345GJ系列钢板出现屈服超出上限（465MPa），统计GL5241D2轧制Q345性能及工艺情况如下表3-1所示，GL5241D2控制轧制Q345系列钢板屈服强度均值441MPa（波动385-500），抗拉强度均值577MPa（波动525-610）。对比表2-1中16mmCR钢板屈服性能，相比高出20MPa。14/16mmGL5241D2屈服强度直方图如下图3-1所示，14mm95％平均值置信区间为439.7～448.41MPa，16mm95％平均值置信区间434.46～443.27MPa。

表3-1

图3-1　GL5241D2屈服强度直方图

5.成分对比

针对GL5241D2控轧Q345钢板强度高于Gl5821C1控轧Q460C钢板，对于两出钢记号进行成分对比，如下表4-1所示，GL5241D2相比GL5821C1，常用合金元素C、Si、Mn含量高于GL5821C1，微量合金元素Nb、Ti含量低于GL5821C1，并且GL5821C1加了0.02-0.03V。

表4-1　成分对比

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6.调整建议

6.1控轧强度理论计算

综上所述，14～16mmQ460C屈服强度均值470MPa，但考虑企业内控预警线，需要增加约40MPa以上，由宝钢计算强度公式：

Ys=152*C+33*Si+84*Mn+1426*Nb+252*V+2.91*压比-0.078*终轧温度+236

按成分下限、终轧温度810℃计算得到：Ys（GL5241D2）=387.2MPa，Ys（GL5821C1）=387.8MPa，基本两个出钢记号的计算强度相同。

6.2后续建议

为稳定Q460C，14-16mm屈服性能，并结合宝钢强度计算公式，建议如下：

（1）对于Gl5821C1的C含量下限提升，C下限=0.15；

（2）对于GL5821C1的Nb含量下限提高，Nb下限=0.035；

（3）可以根据GL5241D2的成分，设计新出钢记号轧制Q460C，工艺采用CR+ACC。

（4）降低终轧温度（目标780℃），强化控制轧制效果

[1] 贺信莱-尚成嘉-杨善武等高性能低碳贝氏体[J].北京：冶金工业出版社，2008.

[2] 孙决定.控轧控冷技术在中厚板生产中的应用[J].钢铁研究，2005（2）：48-51.