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調質型高強鋼Q690中厚板的研制開發(fā)
隨著高強工程機械用鋼向著高參數化、輕量化、大型化的方向發(fā)展，工程機械行業(yè)和煤機行業(yè)對高強優(yōu)質工程機械用鋼的需求也越來越大，而國內各個廠家也開始研制各強度級別的高強鋼?，F代高強鋼的發(fā)展是逐步降低碳含量的過程，一方面有利于提高鋼的韌性，另一方面可顯著改善鋼的焊接性能。對于需要更高韌性和焊接性能的受力復雜的大型鋼結構件，通常采用≤0.10%的碳含量設計。添加鉻、鎳能增加奧氏體過冷能力，降低馬氏體和貝氏體的轉變溫度，促進馬氏體的形成，適量的鉬和硼能顯著增加鋼的淬透性，推遲過冷奧氏體向珠光體轉變，通過鉬和硼的復合添加，鋼板軋后再經過ACC快速冷卻，基本可以消除鋼中鐵素體和珠光體的生成。鈮對晶粒細化作用十分明顯，通過軋制過程中Nb(C，N)應變誘導析出，阻礙形變奧氏體回復、再結晶，經控軋控冷使精軋階段非再結晶區(qū)軋制的形變奧氏體組織再相變時轉變成細小的相變產物。釩具有較高的析出強化作用，用來提高鋼的強度。鈦是強烈的固N元素，細小的TiN粒子可有效地阻礙鋼在加熱時的奧氏體晶粒長大，并且能顯著地改善鋼的焊接性能。
某公司在開發(fā)Q690鋼過程中采用了低碳及Mo-Ni-B微合金化的成分設計方案，采用Nb、V、Ti復合微合金化設計，細化晶粒，提高鋼的強度和韌性。Cr、Mo、B提高鋼的淬透性，尤其是加入適量的B，Ni來提高鋼的韌性；降低P、S有害元素的含量，并采用Ca對夾雜物進行球化處理。Q690設計成分如表1所示，其Ceq為0.48，Pcm為0.22，具備低焊接裂紋敏感用鋼的要求，同時低碳當量能保證鋼板的焊接性能。力學性能見表2。
表1?化學成分?（wt%）
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| C |
Mn |
Si |
P |
S |
V、Nb、Ti、Ni、Cu、Mo、B |
Ceq |
Pcm |
| ≤0.10 |
0.80~1.60 |
0.15~0.5 |
≤0.020 |
≤0.010 |
適量 |
≤0.48 |
≤0.22 |
?
?
表2?Q690高強鋼的力學性能
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| ? | σr0.2/MPa |
σb/MPa |
δ5(%) |
-20℃(縱)Akv/J |
| ? | ≥690 |
770～940 |
≥14 |
≥41 |
| 1 |
820 |
965 |
19.5 |
134 |
| 2 |
795 |
840 |
18.5 |
127 |
| 3 |
785 |
950 |
20 |
106 |
| 4 |
795 |
865 |
20 |
139 |
| 5 |
810 |
940 |
18 |
136 |
| 6 |
770 |
915 |
19 |
121 |
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結果顯示，采用調質工藝生產的調質型高強度結構鋼Q690，實驗鋼調質后的性能完全滿足GB/T16270-1996的要求。采用Ⅱ階段控軋控冷工藝，終冷溫度控制在600～650℃，冷卻速度為20～25℃/s，淬火溫度920℃，回火溫度650℃，能生產出低焊接裂紋敏感指數的高強鋼Q690。Q690采用低碳低合金的化學成分設計，運用控制軋制和控制冷卻技術后再進行調質處理，使Q690比傳統(tǒng)的調質鋼Q690具有更低的碳當量和更好的焊接性能。
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