CN102151696A - 一种q345钢板的控温轧制方法 - Google Patents

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杨利
张晓卫
李鹏
李伟
王红波
王瑞琴
高维娜
付文洁
谢英杰
王蕊宁
吕利强
李辉
张清
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Abstract

本发明公开了一种Q345钢板的控温轧制方法，将Q345钢板坯在推钢式加热炉中于预热段、加热段、均热段后出炉，并除去氧化皮；在1000～1050℃进行第一阶段轧制，总变形量为50～60％，然后空冷或水冷待温；待降至900～950℃时进行第二阶段轧制，总变形量为20～40％，终轧温度为800～850℃，然后快速水冷或空冷。本发明通过采用第一、第二阶段的控制轧制，即再结晶区轧制和未再结晶区轧制相结合：在较高温度下对奥氏体再结晶区内进行大的加工变形量，通过奥氏体晶粒的形变、再结晶的反复进行使得奥氏体再结晶晶粒细化；待温之后的轧制，是在未再结晶区内进行充分的变形，保证奥氏体在再结晶区的总变形量的前提下，能实现单道次较大变形的轧制。

Description

一种Q345钢板的控温轧制方法
技术领域
本发明属于钢合金的控制轧制技术领域，特别涉及一种Q345钢板的控温轧制方法。
背景技术
低合金钢Q345B是在普碳钢的基础上添加了Nb、V、Ti元素，形成碳、氮或碳氮化合物，使得强度得以提高，但韧性有所降低。利用常规的热轧方法只能获得一定形状和尺寸的钢板，其合金元素的作用没能充分发挥出来，必须通过正火处理后才能得到较好的综合性能；而利用控制轧制不仅通过热加工使钢板得到所规定的形状和尺寸，而且通过高温变形充分细化钢板的晶粒和改善其组织，控制轧制既保留了常规热轧的功能，又起到了正火处理的作用，使热轧与热处理有机结合，从而减少工序、节省能源。
控制轧制是在热轧过程中同过对金属加工制度、变形制度和温度制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变结合，以获得细小晶粒组织，使钢材具有优异综合力学性能的轧制新工艺。钢在控温轧制变形过程中或变形后，钢组织的再结晶对钢的控制轧制起决定作用，尤其是控轧时变形温度更为重要。因此，根据钢在控轧时所处的温度范围或塑性变形是处在再结晶过程、非再结晶过程或者γ→α相变的两相区过程中，将控制轧制分为三种类型。
1)高温控制轧制：轧制全部在奥氏体再结晶区内进行，通过奥氏体晶粒的变形、再结晶的反复进行使奥氏体再结晶晶粒细化，相变后能得到均匀的较细小的铁素体珠光体组织。在这种轧制过程中，道次变形量对奥氏体再结晶晶粒的大小有主要影响，而在奥氏体再结晶区间的总变形量的影响较小。
2)低温控制轧制：即在奥氏体未再结晶区的轧制，由于变形后的奥氏体晶粒不发生再结晶，因此变形仅使晶粒沿轧制方向拉长，并在晶内形成变形带。但轧制终了后，未再结晶的奥氏体向铁素体转变时，铁素体晶核不仅在奥氏体晶粒边界上，而且也在晶内变形带上形成，从而获得更细小的铁素体晶粒，因此使热轧钢板的综合性能提高，奥氏体未再结晶区的轧制可通过低温大变形，也可通过较高温度的小变形来实现。
3)两相区的控制轧制：轧材在两相区变形时形成了拉长的再结晶奥氏体晶粒和加工硬化的铁素体晶粒，相变后就形成了由未再结晶奥氏体晶粒转变生产的多边形的铁素体晶粒和经过变形的硬的铁素体晶粒的混合组织，从而使材料的强度和低温韧性提高，但材料的各向异性加大、常温冲击韧性降低。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种Q345钢板的控温轧制方法，通过采用包括不同的加工制度、变形制度和温度制度的控温轧制，使Q345钢板能获得较好的综合性能。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种Q345钢板的控温轧制方法，包括以下步骤：
1)将Q345钢板坯在推钢式加热炉中于700～800℃预热1～1.5h、1100℃～1150℃加热1.5～2h、1150℃均热1～1.5h后出炉，并除去氧化皮；
2)将Q345钢板坯在1000～1050℃进行第一阶段轧制，进行6～8道次的轧制，总变形量为50～60％，温降50～70℃，然后空冷或水冷待温；
3)待Q345钢板坯降至900～950℃时进行第二阶段轧制，进行6～8道次的轧制，总变形量为20～40％，终轧温度为800～850℃，然后对Q345钢板坯快速水冷或空冷。
所述的Q345钢板坯在去氧化皮之后的1～5min开始第一阶段的轧制。
所述的Q345钢板坯在第一阶段轧制完成之后的空冷或水冷待温的时间为3～5min。
所述的Q345钢板坯在第二阶段轧制完成之后的快速水冷或空冷的冷却速率为15～20℃/s，冷却时间不超过15s。
所述的第一阶段轧制在1～3h完成，第二阶段轧制在3～5h完成。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过采用第一、第二阶段的控制轧制，即再结晶区轧制和未再结晶区轧制相结合：在板坯快速出炉之后，快速运至轧机进行轧制，从加热炉到轧制开始的温降较低，使得在较高温度下对Q345在奥氏体再结晶区内进行大的加工变形量(变形量50～60％)，通过奥氏体晶粒的形变、再结晶的反复进行使得奥氏体再结晶晶粒细化；待温之后的轧制，是在未再结晶区内进行充分的变形(变形量20～40％)，在保证奥氏体在再结晶区的总变形量的前提下，能实现单道次较大变形的轧制，加快了生产节奏，提高了产量。
并且在第二阶段轧制完成之后，通过快速冷却进行控制冷却，使得Q345钢板的综合性能大为改善，强度提高约50MPa。
推钢式加热炉的三段式加热(预热段、加热段、均热段)，保证加热质量，保证板坯表面和中心温度均匀，使轧制时板材变形均匀，保证了轧制时Q345钢的板形。
控制轧制的过程中，采用空冷或水冷的办法实现不同的待温方式，尤其是采用水冷的方法，使得轧制周期缩短；如生产不紧张，可采用空冷的办法，延长了轧制周期，降低了水量的损耗。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
Q345钢板的控温轧制方法，包括以下步骤：
1)加热：
将Q345钢板坯在推钢式加热炉中于700℃预热1h、1150℃加热1.5h、1150℃均热1h后出炉，经高压水18MPa压力除磷去除氧化皮，然后快速1分钟内运至轧机；
2)第一阶段的再结晶轧制：
将Q345钢板坯在1045℃进行第一阶段轧制，进行8道次的轧制，总变形量为60％，每道次变形量为10～15％轧制过程温降范围为50～70℃，然后空冷待温5min；
3)第二阶段的未再结晶区轧制
待Q345钢板坯降至940℃时进行第二阶段轧制，进行7道次的轧制，总变形量为40％，每道次变形量在15％左右，终轧温度为850℃，然后对Q345钢板坯快速水冷，冷却速率为20℃/s，冷却时间为15s。
实施例2
Q345钢板的控温轧制方法，包括以下步骤：
1)加热：
将Q345钢板坯在推钢式加热炉中于800℃预热1.5h、1100℃加热2h、1150℃均热1h后出炉，经高压水18MPa压力除磷去除氧化皮，然后快速1.5分钟内运至轧机；
2)第一阶段的再结晶轧制：
将Q345钢板坯在1040℃进行第一阶段轧制，进行7道次的轧制，总变形量为50％，每道次变形量为10～15％轧制过程温降范围为50～70℃，然后空冷待温5分钟左右；
3)第二阶段的未再结晶区轧制
待Q345钢板坯降至950℃时进行第二阶段轧制，进行6道次的轧制，总变形量为40％，每道次变形量在15％左右，终轧温度为800℃，然后对Q345钢板坯快速水冷，冷却速率为15℃/s，冷却时间为10s。
实施例3
Q345钢板的控温轧制方法，包括以下步骤：
1)加热：
将Q345钢板坯在推钢式加热炉中于750℃预热1h、1150℃加热1.5h、1150℃均热1h后出炉，经高压水18MPa压力除磷去除氧化皮，然后快速2分钟内运至轧机；
2)第一阶段的再结晶轧制：
将Q345钢板坯在1010℃进行第一阶段轧制，进行8道次的轧制，总变形量为60％，每道次变形量为10～15％轧制过程温降范围为50～70℃，然后空冷待温3分钟；
3)第二阶段的未再结晶区轧制
待Q345钢板坯降至950℃时进行第二阶段轧制，进行6道次的轧制，总变形量为35％，每道次变形量为10％左右，终轧温度为850℃，然后对Q345钢板坯快速水冷，冷却速率为20℃/秒，冷却时间为12秒。
实施例4
Q345钢板的控温轧制方法，包括以下步骤：
1)加热：
将Q345钢板坯在推钢式加热炉中于760℃预热1h、1100℃加热1.5h、1150℃均热1后出炉，经高压水18MPa压力除磷去除氧化皮，然后快速2分钟内运至轧机；
2)第一阶段的再结晶轧制：
将Q345钢板坯在1030℃进行第一阶段轧制，进行6道次的轧制，总变形量为60％，每道次变形量为10～15％轧制过程温降范围为50～70℃，然后空冷待温4分钟；
3)第二阶段的未再结晶区轧制
待Q345钢板坯降至940℃时进行第二阶段轧制，进行7道次的轧制，总变形量为40％，每道次变形量为15％左右，终轧温度为820℃，然后对Q345钢板坯快速水冷，冷却速率为20℃/秒，冷却时间为12秒。

Claims (5)

1.一种Q345钢板的控温轧制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将Q345钢板坯在推钢式加热炉中于700～800℃预热1～1.5h、1100℃～1150℃加热1.5～2h、1150℃均热1～1.5h后出炉，并除去氧化皮；
2)将Q345钢板坯在1000～1050℃进行第一阶段轧制，进行6～8道次的轧制，总变形量为50～60％，温降50～70℃，然后空冷或水冷待温；
3)待Q345钢板坯降至900～950℃时进行第二阶段轧制，进行6～8道次的轧制，总变形量为20～40％，终轧温度为800～850℃，然后对Q345钢板坯快速水冷或空冷。
2.如权利要求1所述的Q345钢板的控温轧制方法，其特征在于，所述的Q345钢板坯在去氧化皮之后的1～5min开始第一阶段的轧制。
3.如权利要求1所述的Q345钢板的控温轧制方法，其特征在于，所述的Q345钢板坯在第一阶段轧制完成之后的空冷或水冷待温的时间为3～5min。
4.如权利要求1所述的Q345钢板的控温轧制方法，其特征在于，所述的Q345钢板坯在第二阶段轧制完成之后的快速水冷或空冷的冷却速率为15～20℃/s，冷却时间不超过15s。
5.如权利要求1所述的Q345钢板的控温轧制方法，其特征在于，所述的第一阶段轧制在1～3h完成，第二阶段轧制在3～5h完成。
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