解决Q235D卷板钢低温冲击性能不合问题

Q235D卷板钢具有良好的焊接性能、冲击韧性、冷加工性能，同时其强度级别能够满足大多数设备使用，因而获得了广泛的应用。

1780mm产线生产的厚度为2~16mm钢板出现批量低温冲击性能不合现象，针对这一现象进行了分析，提出了合理的改进 措施，解决了低温冲击性能不合问题。

Q235D卷板钢板坯采用20mm×1580mm连铸坯，其力学性能要求如下。

板坯力学性能完全符合GB/T700标准的有关规定。

生产工艺流程：加热→粗轧→精轧→矫直，钢板轧制过程采用控制轧制方式，轧后在空气中自然冷却。

在轧制过程中，钢材的塑性变形必然引起体系中有部分变形能不能释放和热弛豫。

特别是热轧过程中，有一部分能量会保留在被变形的钢材中，这部分变形能将引起体系的自由能变化，并转变为相变的驱动力，使奥氏体向铁素体转变的临界温度提高，根据经验公式以及变形条件对相变温度的影响，得到该铸坯成分的

A3温度在890℃左右。

在A3温度以下轧制，晶粒发生变形的同时发生铁素体相变，先共析铁素体的析出促进珠光体形成。

珠光体在被拉长的晶粒的晶界上形核并长大，最终导致珠光体在晶界呈连续带状分布。

生成的珠光体由片状的铁素体和渗碳体组成，珠光体由于含有大量的层片状渗碳体，会提高材料的韧脆转变温度，脆性的渗碳体集中连续分布于晶界处，钢材在承受冲击后，裂纹沿晶界扩展，造成沿晶脆性断裂。

由于Fe在铁素体中的自由扩散系数比在奥氏体中高一个数量级，处于铁素体状态的晶粒更容易长大，先共析铁素体晶粒粗大，加之在轧制过程中温度较高，利于晶粒进一步长大，又由于精轧过程的变形几乎是在部分再结晶区，一部分晶

粒未进行再结晶，多种因素造成晶粒大小不一的混晶现象， 并且晶粒越粗大，钢的韧脆转变温度就越高。

因此，沿晶界呈连续带状分布的珠光体组织，并且同时伴随有混晶现象，导致钢板低温冲击韧性急剧下降，而高温冲击韧性较好。

轧制工艺改进：

提高终轧温度至890~900℃，整个精轧过程在奥氏体区完成，且精轧终轧温度接近A3，控制奥氏体晶粒大小，为轧后冷却过程中相变提供更多形核位置，也使组织均匀，晶粒均匀细小。

改进效果：

对改进轧制工艺后的化学成分相同、终轧温度不同的2块钢板进行取样，观察其金相组织并检验力学性能。

提高终轧温度后，钢板组织为铁素体+珠光体，组织较均匀，沿晶界呈连续带状分布的珠光体消失，珠光体呈现块状，表层晶粒度为9级，芯部晶粒度为8~8.5级，晶粒大小均匀。

改进轧制工艺后Q235D卷板钢低温冲击性能合格，-20℃冲击值达到150J左右，力学性能完全满足GB/T700标准。

(1)、沿晶界呈连续带状分布的珠光体和混晶现象，导致Q235D卷板钢-20℃低温冲击性能不合格。

(2)、适当提高终轧温度后，可以明显改善沿晶界呈连续带状分布的珠光体组织和混晶现象，使Q235D卷板钢低温冲击值提高，最终力学性能满足国家标准要求。