刘志远李雷侯蕾王重君
Q345B钢是一种中等强度高韧性碳素构造钢，具有抗低温、抗塑性和易焊接等综合力学机能，已广泛应用于机械零件、建筑材料等各类构造件。
以往国内临盆Q345B广泛应用的是C-Mn成分设计思路，这就须要在临盆30mm~35mmQ345B热轧板时经由过程调节钢中锰含量来改变综合机能。但当锰含量进步至屈从强度知足请求时，会出现延长率不合格的现象；而降低锰含量至延长率知足请求时，会出现屈从强度不合格的现象，这就会导致板材合格率较低，造成较大经济损掉。针对以上问题，我国某钢企研究人员进行自立开辟，经由过程对Q345B的成分设计和工艺优化，摒弃传统C-Mn成分的设计路线，提出了全新的钛微合金化Q345B设计思路，临盆出的Q345B各项理化指标完全相符请求，取得了优胜后果，获得了较好的经济效益。
实验筹划
钛强化机理。钛是强碳化物形成元素，和氮、氧、碳都有极强的亲和力。别的，钛和硫的亲和力大于铁和硫的亲和力，是以在含钛钢中优师长教师成硫化钛，降低了生成硫化铁的几率，可以削减钢的热脆性。钛与氮形成的碳化物结合力极强、极稳定、不易分化，只有当加热温度达1000℃以上时，才开端迟缓地溶入固溶体中。在未溶入前，TiN微粒有阻拦钢晶粒长大粗化的感化。钛是极活泼的金属元素，钛还能与铁和碳生成难溶的碳化物质点，富集于钢的晶界处，阻拦钢的晶粒粗化，钛也能溶入γ和α相中，形成固溶体，使钢获得强化。在奥氏体中析出的TiN粒子因为Ostwald熟化而长大，粒子粗化动力学可由Wagner等式来描述。
上述分析解释，钛参加量过多，易形成粗大的Ti（C，N）搀杂物，可能对钢的韧性晦气。在包管机能请求的前提下，尽可能按下限控制钛含量。如许既能达到控制晶粒度，削减钢中搀杂物，进步钢材质量的目标，又可以降低成本。
化学成分设计。锰可以改变钢相变后的微不雅组织，进步韧性、降低韧脆改变温度；但锰含量过高会引起中间偏析和各向异性，对于连铸机无电磁搅拌与轻压下的情况，为削减锰的中间偏析和各向异性，锰含量应当较原设计降低。碳是低碳钢中传统经济的强化元素，钢的强度随碳含量的增长而进步，降锰后进步碳含量可以弥补因为碳含量降低而损掉的屈从强度。不合钛含量对力学机能的影响如图1所示。
钛含量小于0.045%时，跟着钛含量的增长，铁素体晶粒细化；钛含量跨越0.045%后，细化晶粒的感化不明显；钛微合金化钢的强化机理主如果细晶强化和TiC的沉淀强化。在综合推敲产品机能和冶炼成本的基本上，将Q345B钢中的锰含量目标值由本来的1.40%降低至0.95%，参加0.04%阁下的钛，进步0.01%的碳，其他元素含量保持原Q345B钢的设计。Q345B钢的冶炼成分设计见表1所示，力学机能请求见表2所示。
工艺设计。钛微合金化Q345B钢的临盆流程为：铁水罐→120吨转炉冶炼→LF精华精辟→全程保护浇铸→板坯精整→板坯加热→控制轧制→成品。
冶炼采取120吨顶底复吹转炉，冶炼周期为38分钟~48分钟之间，个中供氧时光为14分钟~16分钟，出钢采取双挡渣操作。全程底吹氩，终点压枪操作，确保转炉终点钢水[C][O]积在均衡值邻近；出钢前测温、取样分析钢中化学成分，终点温度为1620℃~1680℃。
精华精辟时光为30分钟~35分钟，钢包出精华精辟位后软吹氩时光5分钟~8分钟，连铸中包钢水过热度在10℃～25℃的范围内。钛铁必须在钢液用铝充分脱氧后才能参加，因为钛和氧有着很强的亲和力，不然形成的氧化钛将降低有效钛的含量，减小随后钛的沉淀强化和细化晶粒的感化。钛的收得率大于63%~68%。
浇注采取立弯式连铸机，大包开浇后，在中包10吨、14吨时测温，正常浇铸时钢水的过热度按25℃～35℃控制。保护浇注：控制好密封氩气流量，加好中心包覆盖剂并且每浇铸五炉钢中心包进行排渣操作。
为避免钛合金钢产生热装裂纹，请求铸坯下线堆冷4小时，考验合格后供轧。
钛微合金化有助于晋升钢种机能
显微组织。研究人员不雅察在光学显微镜下不雅察到的同一厚度原成分与钛微合金化的钢板距离边部1/4厚度处纵截面典范的显微组织发明，组织均以铁素体+珠光体构成，钛微合金化晶粒度为9.5~10.5级，原成分的晶粒度为8.2~8.5级。应用钛微合金化的钢板晶粒度较小，证实钛具有明显的细化晶粒的感化，从而进步钢的强度和韧性。
力学机能。按国标GB2975-1982钢材力学及工艺机能实验取样规定以及国标GB/T228-2002金属材料室温拉伸实验办法对钢带进行了力学机能检测，拉伸实验，实验全部规格取横向试样。钛微合金化机能见表3。
经由过程实验，研究人员发明，采取钛微合金化技巧临盆的Q345B钢屈从强度在350MPa~423MPa，抗拉强度496MPa~557MPa，伸长率24.5%~29.5%。机能平均稳定完全知足应用请求。钛微合金化Q345B的组织均以铁素体+珠光体构成，晶粒度为9.7~9.8级，晶粒平均、渺小；钛具有必定的细化晶粒的感化。此外，进行钛合金化后，综合机能合格率达到100%，同时，降低低合金高强度钢板的临盆成本17.57元/吨钢。
（此文登载于《中国冶金报》2015年6月18日7版）
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