铌钼微合金化耐火钢的性能及工艺研究

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1、铌钼微合金化耐火钢的性能及工艺研究112完卫国，吴结才，杨才福1.马鞍山钢铁股份有限公司技术中心，马鞍山2430002.北京钢铁研究总院，北京100081摘要：测定了铌钼微合金化耐火钢的CCT曲线，研究了耐火钢的性能，包括室温和高温拉伸性能、系列温度下的冲击性能、应变时效性能等。探讨了终轧温度、冷却速度、回火处理对耐火钢性能的影响。结果表明：试验钢的综合性能完全满足了设计指标的要求，生产工艺的研究工作为耐火钢的工业生产提供了有益的参考。关键词：耐火钢；高温强度；终轧温度；性能[1][2]为满足我国钢结构的发展需求，马钢开展了耐火钢的试验研究和工业试制工作

2、。重点研究了铌钼微合金化耐火钢的性能以及轧制工艺和回火工艺对铌钼微合金化耐火钢性能的影响。1试验材料及试验方法试验钢A采用1000kg中频感应炉冶炼，浇注成250kg的8寸钢锭，锻造成130mm方坯。在工业窄带钢生产线上将试验钢轧成了断面为130mm×18mm的板材，轧制时加热温度为1200℃－1250℃，开轧温度为1130℃－1190℃，终轧温度为1000℃，7道次轧成，轧后空冷。试验钢的化学成分（成品分析）见表1。选取了1块中板厂工业生产的25mm规格的16Mn钢板取样作为对比试样（B），试验钢B的化学成分（成品分析）也列于表1中。表1试验钢和对比钢

3、的化学成分（％）编号钢种CSiMnPS其它A耐火钢0.080.201.010.0180.018Nb、Mo等B16Mn0.160.341.440.0210.013－C耐火钢0.100.250.890.0270.012Nb、Mo等在轧成的试验钢A板材上取样加工成φ10mm×120mm的试样，在Gleeble－2000热模拟试验机上测定了试验耐火钢的CCT曲线。奥氏体化温度为920℃，奥氏体化时间为15分钟。观察了试验钢A板材的金相组织。对轧制的18mm厚试验钢A板材和对比试验用钢板B进行试验。室温拉伸试验按GB/T228—1987试验标准，拉伸试样尺寸为φ1

4、0mm。高温拉伸试验按照日标JISG0567在Gleeble－2000热模拟试验机上进行，高温拉伸试样尺寸为1φ8mm，试验温度为200℃－700℃；V形缺口试样尺寸为10×10×55（mm），采用GB/T229—1994试验标准进行系列温度冲击韧性试验，试验温度为20℃、0℃、-20℃、-40℃和-60℃；按国标GB4160-84进行了应变时效敏感性实验，应变量为5%，应变后在250℃人工时效1小时。将18mm厚试验钢A耐火钢板材分别在550℃、600℃、650℃、680℃进行2小时回火处理，测试了试样的常温拉伸性能、冲击性能和600℃高温拉伸性能。试

5、验钢C用于终轧温度、轧后冷却速度对组织性能的影响研究。它取自马钢采用转炉+连铸工艺生产的用于轧制耐火H型钢的异型坯，试验钢C的化学成分列于表1中。从异型坯上切取500mm×300mm×120mm方形坯料，坯料被锻成断面为60mm×130mm的方坯。随后在试验轧机上经过三道次轧制成16mm厚板材。轧制过程再加热温度为1200℃，保温2小时，轧制过程分别采用了850℃、900℃、950℃、1000℃不同终轧温度轧后空冷。对于950℃终轧的试样还采用了0.7℃/秒（空冷）、6℃/秒（小水量喷水）、9℃/秒（大水量喷水）、15℃/秒（水淬）不同的轧后冷速。对于1

6、000℃终轧的试样采用了0.7℃/秒（空冷）、0.25℃/秒（埋砂）两种轧后冷速。测试了不同工艺试样的常温拉伸性能和600℃高温拉伸性能、0℃的冲击性能，拉伸试样尺寸为φ10，室温拉伸试验按GB/T228—1987试验标准，高温拉伸试验按照国标GB4338-95进行，试验温度为600℃；冲击韧性试验采用GB/T229—1994试验标准，试样为10×10×55mmV型缺口试样。对上述各条件下的试样进行了微观组织观察，对部分试样用截线法测量了铁素体的晶粒尺寸和体积百分数。2试验结果与讨论2.1耐火钢的CCT曲线试验钢A的CCT曲线测定结果见图1。从图1可看出

7、，耐火钢的贝氏体转变温度为400℃－630℃，冷却速度低于0.5℃/秒时钢的组织为铁素体＋珠光体，冷却速度为1-5℃/秒时，钢中还会出现贝氏体组织，冷却速度为10℃/秒以上时，钢中珠光体消失，组织为铁素体＋贝氏体组织。一般耐火钢轧后的冷却速度在0.5-5℃/秒范围内，轧后空冷的冷却速度约0.5－2℃/秒。2图1耐火钢的CCT曲线2.2耐火钢的组织、性能试验钢A板材的显微组织为铁素体＋珠光体＋少量贝氏体，见图2。一般认为有少量[3][4]贝氏体出现有利于提高钢的高温性能，这种组织是耐火钢的理想组织。3%硝酸酒精腐蚀400×图2试验钢A板材的显微组织试验钢A

8、板材的力学性能和工艺性能检验结果见表2，可见完全满足设计指标的要求。表2耐火钢的