近年來，低碳貝氏體鋼因具有良好的綜合力學(xué)性能，在工程制造行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

其典型代表Ｑ５５０Ｄ鋼板主要應(yīng)用于礦山工程機(jī)械制造。當(dāng)前，主要采用調(diào)質(zhì)工藝、ＴＭＣＰ＋回火工藝和ＴＭＣＰ工藝３種工藝生產(chǎn)Ｑ５５０Ｄ鋼板。

采用調(diào)質(zhì)工藝，存在生產(chǎn)工序流程長(zhǎng)、能耗大、表面質(zhì)量差、焊接前需預(yù)熱等問題；

采用ＴＭＣＰ＋回火工藝，盡管生產(chǎn)流程有所縮短，但存在屈強(qiáng)比高的問題；

少部分鋼廠實(shí)現(xiàn)了ＴＭＣＰ工藝生產(chǎn)的鋼板直接交貨，但存在鋼板強(qiáng)度穩(wěn)定性差，其性能對(duì)工藝過程波動(dòng)敏感等問題。

因此，研究工藝過程對(duì)鋼板性能穩(wěn)定性的影響具有重要意義。

通過對(duì)開冷溫度、水溫和冷速對(duì)性能的影響分析，探索出合理的冷卻水量分級(jí)制度以及冷卻溫度控制制度，提高了Ｑ５５０Ｄ鋼板的性能穩(wěn)定性，使安鋼Ｑ５５０Ｄ鋼板的性能合格率處于國(guó)內(nèi)水平。

Ｑ５５０Ｄ鋼板的生產(chǎn)工藝：鐵水預(yù)脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→ＬＦ精煉→ＲＨ精煉→連鑄→鑄坯緩冷→加熱→軋制→超快冷→矯直→取樣、檢驗(yàn)→入庫(kù)。

采用ＳＨＴ５３０５－Ｐ電液伺服試驗(yàn)機(jī)對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行拉伸試驗(yàn)；采用ＺＢＣ２４５２－３金屬擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)；采用ＤＭＩ３０００Ｍ金相顯微鏡、場(chǎng)發(fā)射電子顯微鏡∑ＩＧＭＡＨＤ掃描電鏡對(duì)鋼板進(jìn)行微觀組織分析。

開冷溫度的影響：

安鋼中板軋機(jī)到控冷段距離５０余米，該段距離鋼板散熱量較大，需要避免開冷溫度過低造成大量先共析鐵素體的生成。當(dāng)開冷溫度偏低時(shí)，鋼板內(nèi)鐵素體生成量增加，相應(yīng)的鋼板強(qiáng)度出現(xiàn)不合。

因此，通常開冷溫度要保證在（Ａｒ３＋１５）℃以上，再配以后序的超快冷控制，獲得大量的低碳貝氏體組織。

水溫的影響：

受季節(jié)變化以及生產(chǎn)鋼種的影響，冷卻水溫容易出現(xiàn)較大波動(dòng)。

通過對(duì)抗拉強(qiáng)度和水溫的相關(guān)性分析可知，鋼板抗拉強(qiáng)度隨水溫的升高而降低，強(qiáng)度波動(dòng)超過１００ＭＰａ，造成鋼板性能差異變大。其原因是水溫升高致使鋼板的冷卻效率下降，進(jìn)而影響鋼板內(nèi)貝氏體組織形貌。

實(shí)際生產(chǎn)中，Ｑ５５０Ｄ鋼板中低碳貝氏體組織對(duì)工藝過程，尤其是冷卻工藝（開冷溫度、水溫、超快冷段水量）波動(dòng)較為敏感。

安鋼中板廠通過嚴(yán)格控制開冷溫度，對(duì)應(yīng)不同水溫設(shè)定了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ３種由弱到強(qiáng)的冷卻模式，以避免水溫的波動(dòng)干擾，合理控制了鋼中板條貝氏體和粒狀貝氏體組織的比例、Ｍ／Ａ島的尺寸及分布，終保證了Ｑ５５０Ｄ鋼板性能合格率在９５％以上。

已有的研究結(jié)果表明，低碳貝氏體組織多為多邊形鐵素體、針狀鐵素體、板條貝氏體和粒狀貝氏體等的混合組織。

當(dāng)冷卻速率較快時(shí)，Ｑ５５０Ｄ鋼板相變溫度較低，組織以高位錯(cuò)密度的板條貝氏體為，板條間的取向差極小，小角度晶界比例較高，組織均勻，對(duì)應(yīng)的鋼板強(qiáng)度也較高。隨著冷卻速率減小，板條貝氏體組織中的板條寬化，位錯(cuò)密度降低，以擴(kuò)散為主的粒狀貝氏體逐漸增多，不規(guī)則尺寸Ｍ／Ａ島增大。

而細(xì)小均勻Ｍ／Ａ島的存在，不僅提高了鋼板的強(qiáng)度，同時(shí)并未明顯地降低其韌性和塑性。板條貝氏體組織可以顯著地提高鋼板的強(qiáng)度，而粒狀貝氏體組織對(duì)鋼板韌性和塑性的貢獻(xiàn)要大于板條貝氏體。

因此，通過控制冷卻制度，調(diào)整鋼中的板條貝氏體和粒狀貝氏體組織所占的比例、Ｍ／Ａ島的尺寸及分布，可以獲得綜合力學(xué)性能更加優(yōu)良的鋼板。

（１）工業(yè)生產(chǎn)過程中，開冷溫度主要影響Ｑ５５０Ｄ鋼板中先共析鐵素體的生成，先共析鐵素體生成量過多，會(huì)造成鋼板強(qiáng)度不合，為保證鋼板強(qiáng)度穩(wěn)定性，需要保證開冷溫度控制在（Ａｒ３＋１５）℃以上。

（２）冷卻水溫容易出現(xiàn)較大波動(dòng)，從抗拉強(qiáng)度和水溫的相關(guān)性分析來看，鋼板抗拉強(qiáng)度隨水溫的升高明顯降低，會(huì)造成鋼板性能差異變大。

（３）隨著冷卻強(qiáng)度的減弱，鋼板組織中粒狀貝氏體比例逐漸增多，Ｍ／Ａ島尺寸增大，其中鐵素體束取向性減弱。對(duì)應(yīng)鋼板的力學(xué)性能，隨著冷卻強(qiáng)度的減弱，鋼板強(qiáng)度降低，屈服強(qiáng)度降低較為明顯。

安鋼利用以上規(guī)律，通過嚴(yán)格控制開冷溫度，對(duì)應(yīng)不同水溫設(shè)定不同冷卻模式，避免了水溫的波動(dòng)干擾，合理控制了Ｑ５５０Ｄ鋼板的組織，有效提高了Ｑ５５０Ｄ鋼板的性能合格率。

高強(qiáng)度板Q550C202200112003.868

噸安陽安鋼高強(qiáng)度板Q550C202200111003.834 噸安陽安鋼高強(qiáng)度板Q550C302200112005.803 噸安陽安鋼高強(qiáng)度板Q550D302200111005.751 噸安陽安鋼高強(qiáng)度板Q550D302200110505.725 噸安陽安鋼高強(qiáng)度板Q550D3022001100011.338 噸安陽安鋼高強(qiáng)度板Q550E202100106003.495 噸安陽安鋼高強(qiáng)度板Q550E1414051000023.85 噸安陽安鋼高強(qiáng)度板Q550E242200120009.948 噸安陽安鋼