在市场竞争异常激烈的钢铁行业,降低生产成本无疑成为各钢铁企业的重点工作,在投入大量资金进行设备升级改造后,许多企业的生产设备已具备了经济型生产的工艺能力,合金减量化工作成为经济型生产的重点研究对象。在中厚板生产领域,经过近10年的设备升级改造,国内大部分产线都配齐了高刚度强力轧机、大冷速在线冷却系统、热处理炉等设备,使中厚板生产具备了合金减量化的设备条件,各企业都在根据自身的条件紧锣密鼓地进行合金减量化工作。在这个过程中,用途广泛而合金含量高的低碳贝氏体高强度钢板必然成为合金减量化工作的重点对象。本文主要以合金减量化的Q550D和Q690D中厚板为研究对象,在充分查阅相关资料的基础上,按低碳贝氏体钢的工艺思路制定了合金减量化的Q550DJ和Q690DJ坯料的化学成分,按此化学成分生产出工业试制的钢坯,在工业试制的钢坯上取小块用中试轧机轧成钢板,在中试钢板上取样进行热模拟试验,根据热模拟试验得到的动态CCT曲线制定Q550D和Q690D钢板的工业试制工艺,得到了力学性能合格的钢板,再对力学性能波动大的Q550D钢板开展回火试验,改进了钢板的力学性能。具体的研究内容及成果如下:(1)通过热模拟实验,绘制了合金减量化的Q550D钢的静态和动态CCT曲线以及合金减量化的Q690D钢的动态CCT曲线,通过金相检测手段对不同冷却速度下的微观组织进行分析,研究了变形和冷却速度对连续冷却转变行为的影响。结果表明:奥氏体未再结晶区的变形使奥氏体的自由能增加并使铁素体形核的晶界面积增大,使过冷奥氏体的稳定性降低,使铁素体的开始转变温度明显提高,同时使转变组织细化;形变扩大了 Q550D钢的发生铁素体转变的冷速区域,由<2℃/s扩大到<5℃/s;随着冷却速度的增加,奥氏体相变过冷度增大,试验钢的相变开始温度逐渐降低;Q690D的动态CCT曲线比Q550D的更加扁平,在相同冷却速度下相变开始温度比Q550D的低,出现马氏体的冷却速度比Q550D的小,说明Q690D的淬透性好于Q550D。(2)按TMCP工艺组织合金减量化的Q550D和Q690D钢板的工业试制,根据热模拟结果,为得到以针状铁素体和板条贝氏体为主的冷却转变组织,确定冷却速度按20℃/s控制、返红温度按低于370℃控制。工艺基本命中的试制钢板,其力学性能可满足标准的要求,但过低的返红温度使钢板产生明显时效,且易产生过多的马氏体,不利于钢板性能的控制。轧钢试制结果表明:钢板轧后快速冷却的开冷温度应按800℃左右控制,冷却速度应按20℃/s左右控制,返红温度应按400～450℃控制(厚规格钢板按下限控制,薄规格钢板按上限控制),可使得到的转变组织以针状铁素体和板条贝氏体为主;钢板轧后的弛豫时间应控制在30～50s,既可使微合金元素的碳氮化合物充分析出,又可防止变形产生的位错相互反应导致密度降低,可最大限度地细化转变组织;在轧制过程中应尽可能使钢板长度方向的温度均匀,避免出现局部性能不合格的问题。(3)对Q550D钢板进行系列温度的回火工艺试验,回火温度为400～650℃,试验结果表明:钢板回火后的力学性能是位错的回复和消失、M/A岛状组织的分解、马氏体组织的转变和微合金元素的碳氮化合物的析出等因素综合作用的结果,随着回火温度的升高,钢板抗拉强度、屈服强度和低温冲击韧性均呈非单调性变化,延伸率呈单调上升变化;奥氏体未再结晶区轧制产生的位错遗传到转变后的组织中,其密度高又被析出物钉扎,回火过程中不易消失;相变时由于体积效应产生的位错比较平直又没有析出物钉扎,在回火过程中容易消失;合金减量化的Q550D钢板在600±30℃回火(加热时间系数为3min/mm、均热时间为30min)时,钢板的强度和韧性匹配最佳。(4)经过一系列的试验和研究,证明在韶钢3450mm中厚板产线上进行Q550D和Q690D钢板的合金减量化生产是可行的,Q550D的合金成本比原来下降了 100元以上,Q690D的合金成本比原来下降了 280元以上。