隨著(zhù)我國工程機械行業(yè)的快速發(fā)展,對超高強度可焊接大型工程機械用結構鋼板的需求不斷增加。960MPa是該領(lǐng)域目前國內能夠批量生產(chǎn)的最高強度級別,主要用于推土機、挖掘機等大型機械。國內各鋼廠(chǎng)普遍采用軋后調質(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)現在不添加過(guò)多貴金屬如鎳的情況下保持超高的強度和良好的低溫韌性是值得共同關(guān)注的問(wèn)題。本文介紹了鞍鋼生產(chǎn)的一種960MPa級工程機械用鋼的熱處理工藝優(yōu)化過(guò)程,對淬火、回火、在線(xiàn)淬火等熱處理方法對鋼的組織、性能的影響進(jìn)行了研究。
根據軋制和調質(zhì)設備工藝狀況,進(jìn)行了Fe-C-Mn-Mo-Cr-Ni合金化成分設計。工業(yè)生產(chǎn)采用轉爐冶煉、連鑄坯厚度250mm。實(shí)際冶煉鋼的化學(xué)成分為(質(zhì)量分數,%):
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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)淬火(DQ)鋼板進(jìn)行回火試驗,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(cháng)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,以保證獲得穩定的性能。熱軋空冷鋼板離線(xiàn)淬火后進(jìn)行600℃回火可以獲得最佳性能。采用在線(xiàn)淬火工藝,可提高960MPa級鋼板的抗回火軟化能力至600℃以上。
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