晶粒尺 寸细 化来 提高 冲击 性能 。 铝、 钒元 素 主要 是 通 过 细 化 晶粒 来 提 高 冲击 性 能 。在 奥 氏体 向铁 素 体 的 转 变 过程 中 ， 可 形 成 细 铝
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小 弥散 的 Ａ１ 促 进 铁 素 体 形 核 ， 化 铁 素 体 晶粒 ； Ｎ， 细
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Ｉ ＡＣＴ Ｗ ＯＲＫ ４ Ｔ ＥＬ ＭＰ ＯＦ Ｑ３ ５ Ｓ Ｅ Ｄ
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材 的塑性 和冷 成型性 能 ， 并使 韧脆 转 变温度 升 高 ， 从
而 使 钢 的低 温 冲击 韧性 变差 。 锰在 钢 中主要 以 固溶 态 存 在 ， 生 一 定 的 固溶 产 强化 作用 。锰 在 Ｑ ４ Ｄ 钢 中扩 大 奥 氏体 区 的作 用 ３５
特别 明显 ， 而 使 奥 氏体 向铁 素 体 转 变 后 的铁 素体 从
２ ２ 夹 杂 物 分 析 ．
收 稿 日期 ：０ １ ４— ８ ２ １ —０ ２
作 者 简 介 ： 建 维 （ ９ ７一） 男 ， 程 师 ，９ ９年 毕 业 于 南 京 理 工 大 杨 １６ ， 工 １８ 学 金 属 材 料 专 业 ， 在 河 北 钢 铁 集 团 石 钢 总 调 度 室 工 作 ， —ｍａ ： 现 Ｅ ｉ ｌ
１
前 言
这 种在低 温 下变 脆 的 特 性被 称 之 为 低 温 脆性 ， 属 金 材料 在低 温下 抵 抗 脆 性 破坏 的能 力 称 为低 温 韧 性 。
Ｑ ４ Ｄ钢 属 ＧＢ Ｔ ５ １ 合 金 高 强度 钢 ， 在 ３５ ／ １９ 低 是 碳 素 钢 的基 础 上 ， 入少 量合 金元 素 ， 而 提高 强 度 加 从
关 键词 ：３５ Ｑ ４ Ｄ钢 ； 温 冲 击 功 ； 析 ； 进 低 分 改
中 图 分 类 号 ： Ｇ１ ２ １ Ｔ ４ ． 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ０ ６— ０ ８ ２ １ ） ５— ０ ５— ２ １０ ５０ （０ １ ０ ０ ５ ０
ＡＮＡＬＹＳ Ｓ ＡＮＤ Ｍ ＰＲＯＶＥＭ ＥＮＴ Ｉ Ｉ ＦＯＲ
Ｑ ４ Ｄ成 分设 计思 路 是在 满 足 ＧＢ Ｔ ５ １—９ ３５ ／ １９ ４
标准要 求 的基础上 ， 入 Ａ 、 加 １ Ｖ细 化 晶 粒 ， 高 其 Ｏ Ｏ ０ Ｏ Ｏ 提 Ｏ
一
２ ０℃的 低 温 冲 击性 能 。该 钢 原 成 分 的控 制 情 况
表 ２ 原 成 分 控 制 ％
３ １ 成 分对 低 温 冲 击 性 能 的影 响 ．
批 炉 次
图 ５ 统 计 生产 ２ ５个 批 次 Ｑ ４ Ｄ 钢 中 Ｃ 含 量 的 分 布 ３５

结 合 统计 和 理 论 分 析 ， 后 确 定 ｃ 目标 值 由 最
０ １ ％调 整 为 ０ １ ％ ， ．７ ．４ Ａ１目标 值 由 ０ ０ ７ 调 整 为 ． １％
（ 北 钢 铁 集 团 石 钢 公 司 ， 北 石 家 庄 ００ ３ ） 河 河 ５ ０ １ 摘 要 ： 析 了石 钢 公 司 Ｑ ４ Ｄ 钢低 温 冲 击 功 偏 低 的原 因 ， 过 优 化 化 学 成 分 ， 该 钢 在 一 Ｏ℃ 的 冲 击 功 分 ３５ 通 使 ２
达 到 了 Ｇ ／ Ｉ９ Ｂ Ｔ ５ １标 准 要 求 。
ｙｗ ｈ １ ６ ｅ ｍ ｊｆ ＠ ２ ．ｏ ｌ
将 冲击试 样制 成 高倍 试 样 观察 夹 杂 物 ， ＧＢ 依 ／ Ｔ ０ ６ —２ ０ １５ １ ０ ５标 准评 级 结 果 见表 １ 夹 杂 物 级 别 较 ，
低。
５ ５
总 第 ｌ ５期 ８
Ｑ ４ Ｄ钢 中最 有效 的强 化 元 素 ， 同 时 明显 降 低 钢 ３５ 但
部 ， 放射 状 脆 性 解 理 状 断 口， 口上 存 在 二 次 裂 呈 断
纹 ， 发现 大颗 粒夹 杂物 。断 口形貌 见 图 １２ 未 、。
６月生 产 的 Ｑ ４ Ｄ低 合 金高 强 度 钢 ， 分 炉次 一２ ３５ 部 ０
℃ 的 Ｖ形 冲击 功低值 低 于 ３ ， 重 影 响 了合 同 的 ４ Ｊ严 交 付和新 用 户 的 开发 。石 钢公 司通 过 优 化成 分 ， 大 幅度提 高 了 Ｑ ４ Ｄ 钢 一２ ３５ ０℃ 的 Ｖ 形 冲 击 功 ， 足 满
（ ｈ ｉｚ ｕ ｎ ｒｎ ａ ｄ Ｓｅ ｌ ｏ ｐ ｎ ， ｂ ｉ ｒｎ ａ ｄ Ｓｅ ｌ ｒｕ ，Ｓ ｉａ ｈ ａ ｇ Ｈ ｂ ｉ ０ ０ ３ ） Ｓ ｉａｈ ａ ｇＩ ｎ ｔ ｍ ａ ｙ Ｈｅ ｅ Ｉ ｎ ｔ ｏ ｐ ｈｊ ｚ ｕ ｎ ， ｅ ｅ， ５ ０ ｊ ｏ ｅＣ ｏ ｅＧ ｉ １
见表 ２
根据不 同成分对 冲击性 能 的影 响 ， 同时考 虑成本 因素 ， 确定改 善 Ｑ ４ Ｄ低温 冲击 性能 思路 ： ３５ 降低 钢 中
图 ３ 试 样 基 体 组 织 形 貌
的 Ｃ 含量 ， 提高钢材 的韧脆 转 变温 度 ， 少组 织 中导 减
致 Ｑ ４ Ｄ 冷脆 性增 大 的珠光 体含 量 ； 高钢 中的 Ａｌ ３５ 提 含量 ， 以细化 晶粒 ， 而提高 韧性 。统 计 生产 的 ２ 从 ５个
ｔｍｉ ａｉ ｎ ｏ ｈ ｍ ｉａ ｏ ｐ ｅ ｔｔ ｒ ｔ 一２０ Ｃ ｒ ａ ｈ ｔ ｎ ａ ｄ ｏ ｉ ｚ ｔｏ ｆｃ ｅ ｃ ｌｃ ｍ ｏｎ ｎ ｈｅ ｗｏ ｋ ａ ｏ ｅ ｃ ｅｓｓａ ｄ ｒ ｆＧＢ／Ｔ１ ９１ ５
．
Ｋｅ ｏｄ ： ４ ｓｅｌ ｏ —ｔｍｐ ｒｔｒ ｍｐ ｃ ｒ ；ａ ａｙ ｉ；ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｙＷ ｒ ｓ Ｑ３ ５ Ｄ ｔｅ ；ｌｗ ｅ ｅａｕ ｅｉ ａｔｗｏ ｋ ｎ ｌｓｓ ｍｐｏ ｅ ｎ
总 第 １ ５期 ８ ２１ ０ １年 第 ５期
河 北 冶全
ＨＥ ＢＥｌ Ｍ Ｅ ＴＡ Ｌ Ｕ Ｒ ＧＹ Ｌ
Ｔｏａ １ ５ ｔｌ ８
２ １ Ｎｕ ｂ ｒ ０ １， ｍ ｅ ５
Ｑ ４ 低 温 冲 击功 不 合 格 的分 析 与 改进 ３５ Ｄ钢
杨建 维 ， 军会 ， 兆 明 刘 耿
３
改 进 措 施
◆ 低温 冲击 功不合格
【 ｊ ｌ】 【
・低 温冲击功 合格
ｌ ２【 Ｊ ２
影 响 Ｑ ４ Ｄ 低 温 冲击 性 能 的 主要 因素 有 化 学 ３５ 成分 、 品粒 度 、 金 属夹 杂物 、 非 显微 组织 等 因素 ， 上 从
述对 冲击不 合格 试样 分 析 来 看 ， 金 属 夹 杂 物 控 制 非 级 别较 低 ， 进 措 施 可放 在 优 化 化 学 成 分 、 改 显微 组 织、 细化 品粒 上 。
Ａｂ ｔ ｃ ：ｔｉ ａ ａｙ ｅ ｈ ｅ ｓ ｎｆｒｌｗ —ｔｍｐ ｒ ｔｒ ａ ｔｗｏｋｏ ４ Ｄ ｓｅｌｂ ｉｇ ｔｏｌｗ．Ｗ ｉ ｐ ｓ ａ ｔＩ ｓ ｎ ｌｚｄ ｔｅｒａｏ ｏ ｒ ｏ ｅ ｅａｕｅｉ ｃ ｒ ｆ ｍｐ Ｑ３ ５ ｔｅ ｅｎ ｏ ｏ ｔｏ— ｈ
００ ２ ， ．２ ％ 以改善 Ｑ ４ Ｄ 低温 冲击 性能 。 ３５
（ 转第 ５ 下 ２页 ）
碳 在低 合 金 高 强 度 钢 中 形 成 珠 光 体 组 织 ， 是
５６
批次 Ｑ ４ Ｄ钢 材实 际 ｃ含量控制如 图 ５所示 。 ３５
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图 ４ 试 样 基 体 组 织 放 大 形 貌
了用户需 求 。 ２ 试样 一 ０℃ 冲击 功不 合格 的分 析 ２
Ｑ ４ Ｄ低 合金 高 强 度 钢 在 低 温 时 会 发 生 脆 化 ３５
现象 ， 脆化 时 材料 由韧性 状态 过 渡到脆 性状 态 ， 击 冲
值 明显 降低 ， 口由纤维 状变 为结 晶状 。金 属材 料 断
图 １ 断 口低 倍 放 大 形 貌
改善性 能 的一 类 工 程 结 构 用钢 。该 钢不 用 热 处 理 。
为使 Ｑ ４ Ｄ钢材 满 足低温 韧性 要求 ， 不合 格 的 冲 ３５ 取
击试 样进 行 了分析 。
２ １ 断 口分 析 ．
直接使 用 ， 成本 较低 ， 是一 种节 约能 源 和资 源 的环保
型钢种 ， 泛应 用 于 桥 梁 、 舶 、 器 、 筑 、 辆 等 广 船 容 建 车
级
图 ２ 裂 纹 源 区 放大 形 貌 表 １ 不 合 格 冲 击 试 样 的 夹 杂 物 级 别
钒 的 主要作 用是 在 奥 氏体至铁 素 体转 变过 程 中 的相
问析 出和铁 素 体 中 的析 出强 化 ， 固溶 于 奥 氏体 中的
钒 可 明显 推迟 奥 氏体 至铁 素体 的转 变 ， 得 含 钒 低 使 合 金 高强度 钢 在 ８ ０ ｏ ０ Ｃ以下温 度 可进行 未再 结 晶控
２． ３
金 相 组 织 分 析
制轧 制 ， 而 能够 产生 一定 的细 化铁 素体 晶粒 效果 。 从
３ ２ 成 分 优 化 ．
在 不合 格 冲击试 样 断 口附近 取 高倍试 样 观察 金 相 组织 ， 体组 织 为铁 素体 ＋珠 光体 ＋贝氏 体 ， 基 晶粒
度 级 别 ７级 （ ３ ４ 。 图 、 ）
方面。
宏 观 观察 冲击 不 合 格试 样 为脆 性 断 口 ， 明显 无
塑性 变形 。扫 描 电镜 观 察 断 裂 起 源 于 Ｖ 形 缺 口底