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熱處理制度對960MPa級高強(qiáng)度鋼板的組織與性能的影響

2015年04月24日10:58 

近年來,隨著我國工程機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展,對超高強(qiáng)度可焊接大型工程機(jī)械用結(jié)構(gòu)鋼板的需求不斷增加。960MPa是該領(lǐng)域目前國內(nèi)能夠批量生產(chǎn)的最高強(qiáng)度級別,主要用于推土機(jī)、挖掘機(jī)等大型機(jī)械。國內(nèi)各鋼廠普遍采用軋后調(diào)質(zhì)熱處理即淬火加高溫回火的工藝生產(chǎn)。因此如何優(yōu)化化學(xué)成分和熱處理工藝,實(shí)現(xiàn)在不添加過多貴金屬如鎳的情況下保持超高的強(qiáng)度和良好的低溫韌性是值得共同關(guān)注的問題。熱處理小編在本文介紹一種960MPa級工程機(jī)械用鋼的熱處理工藝優(yōu)化過程,對淬火、回火、在線淬火等熱處理方法對鋼的組織、性能的影響進(jìn)行了研究。

根據(jù)軋制和調(diào)質(zhì)設(shè)備工藝狀況,進(jìn)行了Fe-C-Mn-Mo-Cr-Ni合金化成分設(shè)計(jì)。工業(yè)生產(chǎn)采用轉(zhuǎn)爐冶煉、連鑄坯厚度250mm。實(shí)際冶煉鋼的化學(xué)成分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%):0.16C,0.2Si,1.28Mn,0.001B,0.025Nb,≤0.5Cu,≤0.4Ni,≤0.5Cr,≤0.5Mo,0.04V,0.02Ti,0.02Als,0.59Ce,余量為Fe。連鑄坯在5500mm生產(chǎn)線進(jìn)行軋制,加熱溫度1230℃,道次變形量10%~20%,終軋溫度850~950℃。成品厚度50~16mm,分別注為S1、S2、S3和S4。部分50mm鋼板采用在線淬火工藝(DQ)生產(chǎn),終冷溫度低于300℃。熱軋后將鋼板切割成100mm×150mm的小塊,在實(shí)驗(yàn)室對熱軋態(tài)(空冷)鋼板進(jìn)行淬火加回火處理。試樣在箱式電阻爐中進(jìn)行加熱,其淬火溫度840~920℃,保溫1.5~3min/mm,回火溫度200~650℃,保溫2.5~3min/mm,空冷;對在線淬火(DQ)鋼板進(jìn)行回火試驗(yàn),回火溫度200~650℃,保溫2.5~3min/mm,空冷。

840~920℃不同的淬火加熱溫度影響960MPa級鋼板的奧氏體晶粒的大小和均勻程度,最終影響鋼板的強(qiáng)度和沖擊韌度的均勻性。完全奧氏體化以上溫度加熱淬火時(shí),加熱時(shí)間2min/mm以下性能最佳,延長加熱時(shí)間則韌性變差;未完全奧氏體化溫度淬火則需加熱2~2.5min/mm,以保證獲得穩(wěn)定的性能。熱軋空冷鋼板離線淬火后進(jìn)行600℃回火可以獲得最佳性能。采用在線淬火工藝,可提高960MPa級鋼板的抗回火軟化能力至600℃以上。由此可見不同的熱處理制度及熱處理設(shè)備對960MPa級高強(qiáng)度鋼板的組織與性能影響不同。

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