正火对特厚板组织及性能的影响
杨永达李春智沈钦义姜中行
(首钢技术研究院，北京 100043)
摘要 迦过小炉正火热处理实验，研究了正火处理!对 125mm及 150mm特厚扳微观组织Jjc)]?!j:性能的影响。 比较
了轧态与正火后铜板力学性能及微观组织，纺织-表明:正火后，表面处的贝氏体转变成铁索体和珠光体 ， ~~度方向
l间处和 112处铁索价.}X珠Jt你组织较轧态明显纠II化 : 表丽处的周JJ民强度反抗拉强度明显降低，冲击韧性得到改善，
再度方向 1/4处和 112处屈服强度及冲击韧性明显·提到 ， 抗拉强度|略有·降低。 为现场生产 1251llm或 150mm特j孚铜
板提供了指导，提高了产品的质量，增强了产品的市场竞争力。
关键词 特!罕板正火微观组织力学性能
Effect of N ormalize on Microstructure and Propertiesof
Ultra Heavy Plate
Yang Y ongda Li Chunzhi Shen Qinyi Jiang Zhonghang
CShougang Research Institute ofTechnology, Beijing, 100043 )
Abstract Throllgh tlhe normalizing experimem in the small fllmace, EffeCI of nOlma lize on microslrllClLJre and mechanical
properties of heavy pl ate wilh thickness of 125mm and 1501ll1ll-thick was invesliga~仅l. Experimental reSlIlts show that after
normalized, bainite of surface of steel plate change into fen''ite and pearlite. Comparing with microstmcωre of steel plate
Wilh hot ro )) ing proce妇， grail】 of ferritic and pearlite in one qllarter and one ha lf ofthe steel along thickness direction visibly
got refined after normaLizing. Yield strengtll and tensile su''eng由 on the sllrface of steel plat巳 obviollsly declined and impact
tOllghness significantly improved. In one quarter and one half of the steel plate, yield strength and impacl toughness
obviously improved after llormalizing, however, tensile streng由 decreased a little. The results of investigation will provide a
guideline for the production of 125mm and 150mm-thick 1I1tra h巳avy plate and improve the qualily of lhe pl仪lucts to
enhance competitiveness of pr''叫lIct i.n the market.
Key words 1Iltra heavy plate, normalizing, microstruclure, Illechanical prope叫"
随着我国重工业化进程的深入，国家经济建设对阵铜板的需求量''越来越大。焊.钢板主要应用在建筑钢结
构、水电压力铜管、舰船、 重型机械等行业，每年需求量达到儿十万H屯[1-4]。由于厚铜板多用于重要结构
或者设备 ， 用户对 j旱板的内部质量、机械性能提出了很高的要求 ， 车L制后铜版往往需要进行正火热处理。
为提高秦皇岛首秦金属材料有限公司特厚板产品质量，提高特厚板产品市场竞争力，研究了正火热处理
对厚铜板力学川性能的影H向，取现场采用 TMCP工艺生产的 125mm及 150mmQ345级特厚板各一块铜板试样，
将试样切分成两部分， 一部分在厢式电阻炉内进行小炉正火热处理 ， 另一部分保持轧态。检测钢板轧态及正
火态力学性能及微观组织并进行对比分析。
杨本i右，男，硕士， 工科师，从仙"铁材料研究， yydxlm@ I 63.com 正火对特犀板组织及性能的影响
1 试验材料及方法
1.1 化学成分
采用 400mm铸坯及TMCP工艺轧制Q345系列铜板 9885及 9882，化学成分如表 l所示 。
表 1 钢板的化学成分(质量分数1%)
板号 规格Imm C Si Mn P s Ah
钢非l''
9885 Q345D 1 25 0. 15 0.20 1.47 0.018 。ω4 0.031
9882 Q345B 1 50 0. 16 0.25 1.35 0.02 0.007 0.035
1.2 正火工艺
在箱式电阻炉中加热到 900.C，保温 2-3.5h，然后空冷。
1.3 钢板轧态力学性能
轧态钢板力学性能如表 2所示 。 屈服强度 290-305MPa之间，抗拉强度 490-500MPa之间， O.C冲击功
满足标准要求。
表 2 铜板轧态力学性能
扳号 钢利'' 位资 屈服强度IMPa 抗战~n!皮IMPa 延伸率1% 。℃训''l!?J?)j/J -20OCì''I''i1''iJ?)j/J
0279885 Q345D 1/4处 290 490 32.5 1 09 26
0279882 Q345B 1/4处 305 500 26.0 36 11
~J;ì1t 285 450 19 34 34
2
轧态与正火态力学''性能对比
性能检测
2.1
在铜板表面 、 厚度 114处及 112处取试样 ， 检测轧态及正火态铜板拉伸性能、冲击性能及金相组织。
2.2 拉伸性能的对比
如图 l所示，图 (a)及图 (b)分别为钢板 9885及钢板 9882轧态与正火态强度对比示意图。铜板 9885
正火后表面屈服强度下降在 110MPa， 抗拉强度下降 85MPa; 114处和 1/2处屈服强度增加 35-50MPa，抗拉
强度变化不大。铜板 9882正火后表面屈服强度下降在 185MPa， 抗拉强度下降 140MPa; 1/4处和 1/2处屈
服强度增加 lO-25MPa之间，抗拉强度有所下降。综上所述 ，正火后铜板表面屈服强度和抗拉强度明显下降 :
1/4处和 1/2处屈服强度明显提高，抗拉强度略有降低。第八届( 2011 ) 中国钢铁年会论文集
650
- 轧态 Rel
-轧态Re 1
600
600
-- - 正火Rel
- - - 正j(Re 1
__.__ 车L态Rm
550
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-- - IF.火 Ilm
_. - 正火Rm
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350
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300
300
(a)
250
250
地剖l 1/4处 1/4处
1/2处 1/2处
边诩1
图 l 强度对比示意图
2.3 冲击性能的对比
如图 2所示 ， 因 (a) 及 (b) 为铜板 9882和 9885在 O''C 、 -20''C温度下轧态及正火态冲击功韧性对比
示意图。钢板 9885和 9882正火后 ， 表面冲击功在 O''C下提高 30-56J之间， -20''C下提高 28-5lJ之间 ; 114
处冲击功在 O''C下提高 98-107J之间 ， -20''C下提高 103-148J之间 ; 112处冲击功在 O''C下提高 107-190J之
间 ， -20''C下提高 69-8lJ之间。综上所述 ， 正火热处理可以显著改善特厚板冲击韧性。
300 200
一.- O''C轧态冲击·
一.- O ''C轧态严l ''情
幽 ·旺 O''C?火冲击
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1/4处 1/2处 jJ1部 1/2处
1/4处
国 2 冲击韧性示:弘圄
3 金相组织
3.1 金相组织的比较
如 |到 3所示 ， 图(a)、(b)及(c)分别为钢板 9885轧态的表面、 114处及心部组织 ， 图(d)、 (e)及(t)分别为钢
版 9885正火态的表面 、 114处及心部组织。 钢板轧态表面组织主要以贝氏体和铁素体为主 ， 114处和 112处
组织主要以铁素体和珠光体为主 ; 正火后铜板表面组织以铁素体和珠光体为主 ; 114处和 112处铁素体和珠
光体较轧态组织明显细化。正火对特犀板组织及性能的影响
因 3 铺板 9885金相组织
女n图 4所示，图(a) 、 (b)及(c)分别为铜板 9882轧态的表面、 1/4处及心部组织，图(d)、 (e)及(η分别为钢
板 9882 正火态的表面、1/4处及心部组织。铜板 9882轧态表面组织主要以贝氏体和块状铁索体为主 ， 1/4
处和 1/2处组织主要以铁素体和珠光体为主 ; 正火后表团组织以铁素体和珠光体为主 ; 1/4处和 112处铁素
体和珠光体较轧态组织明显细化。
图 4 制板 9882金相组织第八届 ( 201 1 )中国钢铁年会论文集
3.2 轧态与正火态晶粒度的比较
钢板 9885及 9882正火与轧态组织品粒度评级如表 3所示。铜板 9885正火后 1/4处晶粒度由 8 .5级提
高到 10级，心部晶粒度由 8级提高到 10.5级 : 铜板 9882正火后 114处组织品粒度由 7.5级提高到 9.5级，
心部晶粒度由 7级提高到 9级 ; 正火后特厚钢板 1/4处和 I 1/2晶粒较轧态明显细化。晶粒越细 ， 同一体积内 ，
晶界所占的比例越大 ， 晶界两边晶粒取向不同 ，滑移很难直接从一个晶粒直接传播到有取向差异的另一个晶
粒上[5J。所以为了使 l临近品粒，也发生情移就必须力Il大外力，这是 1/4处和心部屈服强度提高的主要原因。
表 3 钢板 9885和 9882组织、晶粒度
板 J
钢利'' 位宝l 1m粒Jlll级
7
非L态 ?E火
1/4处 8.5 10
9885 Q3450
112处 8 10.5
1/4处 7.5 9.5
9882 Q345B
112处 7 9
4 结论
( 1) 125- 150mm钢板正火后表面组织由贝氏体和铁素体转变成铁素体和|珠光体 ; 1/4处和 1/2处组织为
铁索体和珠光体，晶粒明显细化 ， 晶粒度显著提高。
(2 ) 125- 150mm钢板正火后 ， 表面屈服强度及抗拉强度明显降低 ， 1/4处及心部屈服强度明显提高 ， 抗
拉强度有所降低 ; O.C及-20.C冲击韧性显著改善。
参考文献
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