近年來，在低合金高強度鋼板的生產(chǎn)過程中，控軋控冷(TMCP)技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，但對于690MPa及以上級別高強鋼的生產(chǎn)控制而言難度較大，主要表現(xiàn)在保證較高強度的同時不能降低鋼板的低溫沖擊韌性。
為了保證鋼板的性能，提高產(chǎn)品成材率，對于較厚規(guī)格690MPa及以上級別中厚板的生產(chǎn)，采用傳統(tǒng)淬火＋高溫回火的調(diào)質(zhì)熱處理工藝仍是當前主流。
對60mm厚Q690D鋼板，從生產(chǎn)工藝入手，試驗得出不同溫度淬火及回火條件下試驗鋼的綜合力學(xué)性能，并對顯微組織結(jié)構(gòu)進行理論分析，以對實際生產(chǎn)控制提供借鑒。
1、Q690D鋼的技術(shù)要求
試驗用鋼為Q690D，交貨狀態(tài)為調(diào)質(zhì)（淬火－高溫回火），厚度為60mm。試驗鋼的化學(xué)成分均滿足國標GB/T 16270-2009要求。
試驗材料及方法:
Q690D鋼生產(chǎn)工藝流程為：鐵水脫硫預(yù)處理→210T頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉→LF爐精煉→RH→板坯連鑄→下線緩冷→板坯再加熱→高壓水除磷→粗軋→精軋→ACC冷卻→矯直→空冷→拋丸→淬火→高溫回火→空冷→探傷→剪切→噴印→入庫→發(fā)貨。
對調(diào)質(zhì)處理的試驗鋼板，在其頭部寬度1/4處，切取尺寸為500mm×300mm×60mm全厚度樣坯，并在樣坯寬度1/2、厚度1/4處制取拉伸、沖擊及金相試樣。根據(jù)GB/T228-2002《金屬材料室溫拉伸試驗方法》標準，采用沿垂直于軋制方向切取的25mm標距圓形橫截面比例拉伸試樣，在華龍WAW-1000D拉伸試驗機上完成拉伸力學(xué)性能測試；根據(jù)GB/T 229-1994《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》標準，沿軋制方向切取縱向10mm×10mm×55mm夏比標準試樣，在-20℃條件下，采用v型缺口，在新三思ZBC2752A沖擊試驗機上完成夏比沖擊試驗。軋制態(tài)及回火金相試樣經(jīng)砂紙研磨和拋光后用4%硝酸酒精溶液進行腐蝕，淬火金相試樣經(jīng)砂紙研磨和拋光后用過飽和苦味酸水溶液進行腐蝕，其顯微組織結(jié)構(gòu)的觀察均在金相顯微鏡上完成，精細顯微組織結(jié)構(gòu)的觀察及能譜分析在LEO5.0HV型掃描電子顯微鏡上完成。
試驗方案及結(jié)果：
為研究熱處理工藝對試驗鋼綜合力學(xué)性能的影響，以獲得調(diào)質(zhì)工藝參數(shù)，試驗用Q690D鋼板尺寸為10000mm×2200mm×60mm，利用LOI公司總包設(shè)計的N2保護輻射管加熱輥底式淬火爐、輥壓式淬火機及明火加熱輥底式回火爐進行調(diào)質(zhì)處理，淬火爐爐膛尺寸72000mm×3900mm×3025mm，回火爐爐膛尺寸86000mm×3900mm×2760mm，淬火機淬火介質(zhì)為水。
以淬火溫度和回火溫度為變量，分別進行試驗方案設(shè)計，其中保溫時間起始點是利用L2加熱模型計算得出的常溫鋼板入爐后鋼板尾部表面溫度被加熱至爐溫所在的時間節(jié)點，保溫時間終止點為鋼板頭部出爐所在的時間節(jié)點。
(1)、淬火溫度對性能的影響。為制定合理的熱處理工藝參數(shù)，首先根據(jù)YB/T5128-1993《鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線圖的測定方法（膨脹法）》標準，利用全自動相變儀測定出試驗鋼的相變平衡點Ac1=720℃，Ac3=880℃。
淬火試驗選擇加熱溫度為900、930和960℃，保溫10min后以20mm/min速度出爐進行水淬，回火溫度均為650℃，保溫40min后出爐空冷至室溫。
(2)、60mm厚Q690D鋼板的綜合力學(xué)性能與調(diào)質(zhì)熱處理工藝參數(shù)有著重要的關(guān)系。隨著淬火溫度的升高，試驗鋼的強度升高，韌性下降；隨著回火溫度的升高，試驗鋼強度下降，而韌性明顯上升。終確定采用930℃淬火（保溫10min）＋650℃回火（保溫40min）的調(diào)質(zhì)熱處理工藝為合適，試驗鋼的綜合力學(xué)性能達到匹配，均高于國標要求。
(3)、淬火溫度對試驗鋼的影響主要是通過奧氏體化程度和奧氏體晶粒尺寸的大小來分析；回火溫度對試驗鋼的影響主要是通過板條晶界消失與否和碳化物聚集長大的程度來分析。
Nb、Ti等合金元素析出，形成細小碳氮化物，作為第二相質(zhì)點對細化組織晶粒、提高回火穩(wěn)定性、保證試驗鋼的強度等有一定的促進作用。
高強度板Q690C402570123009.926
噸安陽安鋼高強度板Q690C1414051000023.85 噸安陽安鋼高強度板Q690C302170100005.11 噸安陽安鋼高強度板Q690C45207079005.777 噸安陽安鋼高強度板Q690D45200065004.592 噸安陽安鋼高強度板Q690D45200068004.804 噸安陽安鋼高強度板Q690D45207071005.192 噸安陽安鋼高強度板Q690D122560117002.821 噸安陽安鋼高強度板Q690E122560118002.846 噸安陽安鋼高強度板Q690E122550122002.931 噸安陽安鋼高強度板Q690E12255093002.234 噸安陽安鋼