低成本钛微合金化Q345B钢组织性能的研究

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含钛微合金钢Q345B焊接热影响区组织及其性能研究

摘要含钛微合金钢是近年来发展迅速、应用广泛的钢种。

钢中钛含量的增加会引起实际生产中板材冲击韧性等性能的不稳现象；钛含量的升高对含钛微合金钢焊接热影响区(HAZ) 的相变行为及性能也存在影响。

本文研究冷却速率对含钛微合金钢Q345B焊接热影响区的组织与性能的影响规律，明确焊接线能量与HAZ组织与性能之间的关系，为含钛微合金钢Q345B焊接工艺的确定提供数据依据。

本文以含钛微合金钢Q345B为研究对象，对不同线能量下含钛微合金钢Q345B中的焊接热影响区的组织以及性能进行研究。

对焊接热影响区中的晶内针状铁素体(IAF)进行研究。

利用高温共聚焦显微镜(CLSM)对HAZ的相变进行原位观察。

本文主要的研究内容和获得的结果如下。

①基于焊接热影响区的实际热循环，使用Gleeble3500模拟了不同线能量下焊接过程中焊接热影响区，通过光学显微镜、扫描电镜获得了不同线能量(冷速)下含钛微合金Q345B焊接热影响区的组织，通过硬度计测试其硬度，并测试获得了不同线能量下HAZ冲击功。

研究表明：组织的规律为：当冷速小于10℃/s时，含钛微合金钢焊接热影响区的组织以粒状贝氏体与晶界铁素体为主。

当冷速为2.5℃/s时，晶内针状铁素体大量产生。

当冷速大于15℃/s时，焊接热影响区的组织以粒状贝氏、下贝氏体、马氏体为主；硬度的规律为：在冷速小于10℃/s时，含钛微合金钢HAZ的组织的硬度变化不大，硬度值在230 HV左右。

当冷速不小于15℃/s时，随着冷速的增加，含钛微合金钢HAZ的组织的硬度线性增加，硬度值大于350 HV；冲击韧性的规律为：随着冷速的提高，冲击功整体上随之得到改善，冲击韧性在2.5℃/s与40℃/s冷速时出现波峰。

当冷速小于10℃/s时，冲击功很低，冲击功小于10 J。

在2.5℃/s冷速时，晶内针状铁素体的生成明显改善HAZ的冲击韧性。

②对含钛微合金钢Q345B中的IAF形成、IAF形核的夹杂物基体、钛含量对夹杂物析出的影响进行研究。

低合金高强度结构钢Q345B

低合金高强度结构钢Q345B低合金高强度结构钢Q345B是中国标准的钢材牌号，是一种低碳合金钢。

它具有较好的机械性能，广泛应用于各种结构工程中，包括桥梁、船舶、建筑、输气管道等领域。

Q345B钢材在使用过程中，具有许多优点与特点，如高强度、耐磨、耐腐蚀、焊接性能好等。

下面将对其详细进行介绍。

首先，Q345B钢材具有高强度。

其抗拉强度为345MPa，远高于普通碳素结构钢。

这使得Q345B钢材在大型工程中承受巨大载荷时，具有较好的安全性能。

在桥梁、高层建筑等工程中得到广泛应用。

其次，Q345B钢材的耐磨性能较好。

由于含有硬度较高的合金元素，Q345B钢材对磨损有较好的抵抗能力。

在一些要求耐磨性能的设备和工程中，如矿山设备、挖掘机械等，Q345B钢材得到广泛使用。

另外，Q345B钢材具有良好的耐腐蚀性能。

这使得它可以在各种环境条件下使用，减少了对钢材的保护层的要求。

在海洋环境和潮湿地区，Q345B钢材依然能够保持较好的性能，不易生锈。

此外，Q345B钢材具有良好的焊接性能。

在施工过程中，焊接是常见的连接方式。

在焊接时，Q345B钢材能够与其他材料良好地融合，并且焊接接头的强度也能满足要求。

这使得Q345B钢材在各种工程中的连接方式更加灵活。

综上所述，Q345B钢材作为一种低合金高强度结构钢，具有高强度、耐磨、耐腐蚀和良好的焊接性能。

在工程建设中广泛应用，可用于各种重载、耐磨、耐腐蚀的结构工程中，为工程的安全性和可靠性提供了良好的保障。

同时，Q345B钢材还具有较好的可加工性，方便工程施工。

然而，Q345B钢材在使用过程中也需要注意其低温韧性，特别是在极端寒冷地区的工程中需特别注意。

Q345B材料性能参数

Q345BQ345BQ钢的屈服强度345屈服强度数值，单位MPaB质量等级为B级执行标准执行GB/T1591-2008应用桥梁、车辆、船舶、建筑优点低温性能好，冷冲压性能目录1. 1优质2. 2工具钢3. 3易切削钢4. 4合金1. 5结构钢2. 6高强度钢3. 7弹簧钢4. 8轴承钢1. 9合金高速2. 10耐热钢3. 11焊条钢4. 12电工硅钢优质编辑①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢,可读作45钢。

②锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。

③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。

工具钢编辑①钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。

②钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。

例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。

③锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。

④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。

易切削钢编辑①钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。

②字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为“Y30”。

③锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。

合金编辑①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几Q345B表示，如40Cr。

②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。

当平均合金含量<1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。

钛含量对Nb-Ti微合金化Q345A钢热轧板力学性能的影响

关键词Ｎ．ｉｂＴ微合金化Ｑ４ｅｔｏｅｈｎｃｌＰｒｐｒｉｓｏｔＲｏｌｄｆｃｆＴｉａｉｍＣｏｔｎｎＭｃａａｏｅｔｅｆＨｏｌｅｉ
ＰａｅｏｂＴｃｏｌｙｎ４ＡＳｅｌｌｔｆＮ・ｉＭｉａｌｉｇＱ３５ｔｅｒｏ
００％，ｔｅｓｅｇｈｏｔｅｌｔｓｎｔｏｖｏｓｃａｇｓｉｃｎｅｔｗａ．２ —００％．．２ｈｔｎｔｓｅｌｐａｅｗａｏｂｉｕｈｅ，ａＴｏｔｎｓ００ｒｆｎ．４ｔｎｒａｉｇＴｏｔｎｈｉｃｅｎｉｃｎｅｔｓｔｅｓｅｇｈｏｔｅｌｔｎｒａｅｈｔｎｔｓｌｐａｅｉｃｅｄ，ａｄａｉ．４，ｔｎｒａｉｇＴｏｔｎｈｔｅｇｈｏｔｅｌｔｅｒａｅ．ｒｆｅｓｎＴ ≥００％ｈｉｃｅｓｎｉｃｎｅｔｅｓｒｎｆｓｅｌｐａｅｄｃｅｄｓｔｔｓ
１２ｉ４０Ｉｎ热轧板力学性能的影响。结果表明，ｉ００％时，ｎＴ＝．２钢板的强度无显著变化，ｉ００％一．４Ｔ为．２００％时，钢板强度随Ｔ含量增加而增加；ｉ．％时，板强度随Ｔ含量增加而下降。控制Ｎ－ｉｉＴ ≥００４钢ｉｂＴ微合金化重型汽车板用钢Ｑ４Ａ的Ｔ含量为００％一００％，３５ｉ．２．４可获得最佳强塑性配合。
刘丽霞王世俊周云彭军。
（１安徽工业大学冶金与资源学院，马鞍山２３０；４０２２北京科技大学冶金与生态学院，北京１０８）００３

天铁Ti微合金化Q345B的生产实践

［摘要】为了减少Ｃ－Ｍｎ钢Ｑ３４５Ｂ中Ｍｎ合金消耗，采用Ｔｉ微合金化的成分设计思路，通过细晶强化和析出强化
保证Ｑ３４５Ｂ钢的强度。该钢种在天铁１７５０ｍｒｆｌ半连续热连轧机组实现了工业化生产。热轧加热温度１２００℃，终轧
Ｃｈｉｎａ；２．ＢａｒＲｏｌｌｉｎｇＭｉｌｌ，ＴｉａｎｊｉｎＴｉａｎｔｉｅＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＧｒｏｕｐ，ＳｈｅＣｏｕｎｔｙ，ＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ０５６４０４，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆＭｎａｌｌｏｙｉｎＱ３４５Ｂｓｔｅｅｌ，ｔｉｔａｎｉｕｍｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｉｎｇ
ｃｏｏｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒＱ３４５Ｂｔｉｔａｎｉｕｍｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｉｎｇｓｔｅｅｌｅｎａｂｌｅｄｔｈｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｔｏｐｏｓｓｅｓｓｇｏｏｄｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ
温度在８４０～８８０℃，卷取温度在５５０６２０ｏＣ。通过采用合理的控轧控冷工艺，使钢板获得了良好的金相组织和力学

钛微合金化工艺在Q345B卷板上的应用

总第２１９期
２０１４年第３期
河北冶全
ＴｏｔａｌＮＯ２ｌ９
２０１４，Ｎｕｍｂｅｒ３
钛微合金化工艺在Ｑ３４５Ｂ卷板上的应用
杨志刚，黄伟丽
（德龙钢铁有限公司技术中心，河北邢台０５４００９）摘要：针对德龙钢铁公司Ｑ３４５Ｂ卷板生产面临着严重的同质化竞争问题开展了技术研究。通过炼钢工序采取降锰加钛微合金化优化、轧钢工序控轧控冷等工艺措施，降低了生产成本，满足了下游客户制管
阔。自建厂以来，Ｑ３４５Ｂ带钢在品种钢产量中一直
溶钛形式或以细小ＴｉＣ质点形式而显著阻止再结晶，起到析出强化作用。
２研制思路
占较大比例，目前月产量约３００００ｔ，下游客户反馈其质量比较稳定，属于行业中的一级品。伴随着国内钢铁产能严重过剩和钢铁市场极度萧条，国内各
ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＴＩＴＡＮＩＵＭ
ＭＩＣＲＯ —ＡＬＬＯＹＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳＩＮＱ３４５ＢＣＯＩＬＩＮＧＳＨＥＥＴ
ＹａｎｇＺｈｉｇａｎｇ，ＨｕａｎｇＷｅｉｌｉ
（ＴｅｃｈｎｉｑｕｅＣｅｎｔｅｒ，ＤｅｌｏｎｇＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｇｔａｉ，Ｈｅｂｅｉ，０５４００９）

Ti、Nb微合金化Q345B钢板夹杂物和析出物分析

形成铌和钛的复合碳氮化物。
图９示析出物分布不均匀，方形的是ＴＮ析所ｉ
出物，其余形状不规则的是钛的碳硫化物。ＴｉＮ多为
方形和矩形；ｉＴＳ一般为椭圆形、圆形和不规则形状
等；ｉＴＣ多为圆形和椭圆形等。根据它们的析出尺寸
维普资讯
维普资讯
２０年２０７月
山东
冶
金
第２卷９
图７硫化物和氧化物的复合夹杂物
椭圆为主，有圆片形及有棱多边形。出的部位主也析要在奥氏体晶内、晶界上。寸较小的不规则析出物尺
２００７年２月
山东冶金
ＳａｄｎＭｅａｌｒｙｈｎｏｇｔｌｕｇ
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｖｏ．９．．１２Ｎｏ１
Ｆｅｒａｙ２０ｂｕｒ０７
・
试验研究・
高氯酸氧化三价锰滴定法测定硅锰铝合金中的锰
刘兴沂，，梁彦平ｚ苏文星ｚ，
为铌和钛的复合析出物，大小为３０～６ｎ有较好０ｍ，的析出强化作用。由于Ｎｂ或Ｔ的碳化物、物及ｉ氮化碳氮化物的晶格类型、晶格常数相差不大，都是面心
立方，晶格常数在４～５ｍ之间，容易相互溶解，４ｎ很
可知，二相粒子的析出顺序应为ＴＮＴＳＴＣ第ｉ — ｉ— ｉ。
杂物是钙硅酸盐和Ａ，Ｉ的复合夹杂物且含有少量Ｏ硫化物。在钢的夹杂物中，最常见的晶体是钙长石

Ti-Nb微合金处理对Q345B厚钢板组织结构和性能的影响

山东大学硕七学位论文却速度很小时，只能看到铁素体和珠光体相交而看不到贝氏体相变。

随着冷却速率的提高，相交开始点与终了点的温度都趋于降低。

这是因为铁素体相变为受界面控制的扩散型相变，冷却速度提高，过冷度增大，使得铁素体相变的自由焓差增大。

随着过冷度的加大，晶界、位错等处的临界形核自由能与均匀形核时的临界形核自由能相比逐渐交小ｆ８ｌ。

说明热变形后试验钢在不同的连续冷却条件下，形成了不同的相变组织。

４．３．２冷却速度对试验钢显微组织的影响冷速较低Ｏ．５＂Ｃ／ｓ—ｌ＂Ｃ／ｓ时（图４－３（ａ）和（ｂ）），显微组织由大部分先共析铁素体和一部分珠光体组成。

先共析铁素体呈多边形状，晶粒尺寸不均匀。

这是由于变形或过冷的不均匀，在变形量较大、过冷度较高的部位，铁素体转变就较迅速，晶粒细小，从而导致多边形铁素体晶粒尺寸相差悬殊，最大可达３０ｕｍ，最小为５ｕｍ左右。

珠光体位于先共析铁素体晶界处，没有明显的片层间距，为“退化”珠光体，即仍为铁素体与渗碳体两相组织，但片层状相问分布的形态发生了变化，片（ｃ）冷速３＂Ｃ／Ｓ（ｄ）冷速５＂Ｃ／ｓ山东大学硕士学位论文（ｉ）冷速２０。

Ｃ／ｓ０）冷速４０＂Ｃ／ｓ图４－３试验钢不同冷却速度下的显微组织５００Ｘ状渗碳体转变成为棒状或颗粒状【９１。

这是因为形成片层状的珠光体需要铁素体与渗碳体的协同生长，影响其协同生长的主要原因有相变温度。

当变形温度较低时，碳的扩散不易进行，因而铁素体与渗碳体的协同生长受到限制。

当冷速为３。

Ｃ／ｓ一１２．５。

Ｃ／ｓ时，（图４－３（ｅ）－（曲）显微组织主要由先共析铁素体、珠光体和少量的粒状贝氏体组成。

且随着冷速的提高，显微组织中珠光体比例逐渐增加。

该钢种的ＣＣＴ曲线图如下：时间／ｓ图４－．４Ｑ３４５Ｂ钢的动态ＣＣＴ曲线从图４—４可以看出，随着冷却速度的增大，Ｑ３４５Ｂ钢开始相变的温度逐渐降低。

但与试验钢的ＣＣＴ曲线对比可以发现，试验钢中由于加入了Ｔｉ、Ｎｂ等合金元素，使得奥氏体开始相变温度显著降低，大约降低了１００℃左右；同时，发生贝氏体转变的临界冷却速度增大【１０１。

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ＬＵＯＸＵ１，ＹＡＮＧＣａｉ－ｓｈｕｉ１，ＫＡＮＧＹｏｎｇ－ｌｉｎ１，ＬＩＪｕｎ－ｈｏｎｇ￣
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；
２．ＰａｎｚｈｉｈｕａＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｐａｎｚｈｉｈｕａ６１７０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｕｓｉｎｇｌｏｗｍａｎｇａｎｅｓｅｃｏｎｔｅｎｔ（硼（Ｍｎ）一Ｏ．６一Ｏ．８）ａｎｄＴｉｍｉｃｒｏ－ａｌｌｏｙｅｄ（叫（Ｔｉ）一０．０４５％－０．０６０）ｃｏｍｐｏ —
文献标志码：Ａ文章编号：１００３ — ９９９６（２０１５）０５ — ０００８ —ｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｌｏｗｃｏｓｔｔｉｔａｎｉｕｍｍｉｃｒｏ－ａｌｌｏｙｅｄＱ３４５Ｂｓｔｅｅｌ
ｔｉｏｎｉｓ２５．３
２７．９，ｔｈｅｉｍｐａｃｔｅｎｅｒｇｙａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ１Ｏ５ —１３４Ｊ，ｔｈｅｃｏｌｄｂｅｎｄｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙｉｓｑｕａｌｉｆｉｅｄ，ａｎｄａｌｌｔｈｅ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｍｅｅｔｔｈｅＧＢｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．ＴｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓｏｆＴｉｉｎｃｌｕｄｅｓｑｕａｒｅＴｉＮｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｉｔｈ５０ —１００ｎｍａｎｄｎａｎｏ－ｓｐｈｅｒｉｅａｌＴｉＣｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｉｔｈｌｅｓｓｔｈａｎ１０ｎｍ，ａｎｄｉｔｇｉｖｅｓｆｕｌｌｐｌａｙｔｏｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｆｉｎｅｇｒａｉｎｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｏｆｔｉｔａ —
ｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｔｅｓｔｅｄｓｔｒｉｐｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓｉｓ４１３－４６８ＭＰａ，ｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓ５７１ — — ５９５ＭＰａ，ｔｈｅｅｌｏｎｇａ —
罗许，杨财水，康永林，李俊洪
（１．北京科技大学材料科学与工程学院，北京１０００８３；２．攀钢集团研究院有限公司，四川攀枝花６１７０００）
摘
要：通过采用低锰（伽（Ｍｎ）一Ｏ．６％～Ｏ．８）钛微合金化（训（Ｔｉ）一Ｏ．０４５％ｔ０．０６０％）的成分体系以及控轧控冷工艺，成功
第３２卷
第５期
轧
钢
Ｖｏ１．３２，Ｎｏ．５，ｐ８ — １２
２０１５年１Ｏ月
・
ＳＴＥＥＬＲＯＬＬＩＮＧ
Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１５
研究与开发・
低成本钛微合金化Ｑ３４５Ｂ钢组织性能的研究
ｎｅｎｔｓｙｓｔｅｍａｎｄＴＭＣＰｐｒｏｃｅｓｓ，ｌｏｗｃｏｓｔＴｉｍｉｃｒｏ－ａｌｌｏｙｅｄＱ３４５Ｂｓｔｒｉｐｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅ
５０￣１００ｎｍ的方形ＴｉＮ粒子和尺寸小于１０ｎｍ的球形纳米ＴｉＣ粒子，充分发挥了Ｔｉ的细晶强化和沉淀强化效果。关键词：ｇｋ微合金化｝Ｑ３４５Ｂ钢；力学性能；微观组织；析出物
试制出低成本钛微合金化Ｑ３４５Ｂ带钢。结果表明：不同厚度规格带钢的屈服强度为４１３～４６８ＭＰａ，抗拉强度为５７１～５９５ＭＰａ，伸长率为２５．３－２７．９，常温冲击功为１０５－１３４Ｊ，冷弯性能合格，均满足国标要求。Ｔｉ的析出物有尺寸大小为