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本文以攀钢生产的高强度工程机械结构用钢PQ600钢为研究对象,对含铌钢奥氏体静态再结晶行为、铌的碳氮化合物在奥氏体和铁素体中的析出行为等物理冶金学过程进行了研究；通过热模拟实验,研究了不同的热轧工艺参数对PQ600高强度工程机械用钢的组织的影响,得到初步的轧制参数,结合现场的设备条件,制定了适合现场生产的轧制工艺。论文主要内容包括：1、测定了PQ600高强度工程机械用钢的静态CCT曲线,分析Nb对静态CCT曲线带来的影响,研究了不同冷速对PQ600高强度工程机械用钢组织的影响。分析在连续冷却下的金相照片,确定了连续冷却条件下的冷速。Nb的加入明显扩大了铁素体的形成区域,当冷却速度从0.14℃/S增加到10.00℃/S,铁素体的百分含量增加,珠光体百分含量减少。当达到16.67℃/s时,不出现珠光体的转变,奥氏体直接转变为贝氏体,铁素体转变区域进一步增大。贝氏体转变的开始温度在600℃左右,只要卷取温度高于600℃,就可以避免贝氏体组织形成。2、在GLEEBIE-3500热模拟试验机上进行了不同工艺参数的单道次和多道次热模拟试验,得到了PQ600高强度工程机械用钢基本的热轧工艺参数。通过研究加热温度对奥氏体晶粒度的影响,结合PQ600的强化特性,加热温度1240±15℃是比较合理；研究了不同的变形量对组织的影响：在1010℃变形时,只有变形量大于30%,奥氏体才发生完全再结晶,继续增加变形量,奥氏体晶粒继续细化；而在950℃变形时,变形量达到50%,会出现一定的混晶现象；研究了终轧温度和卷取温度对PQ600高强度工程机械用钢组织的影响：在580℃卷取时,组织中存在大量的贝氏体组织,而在600℃到720℃卷取时,组织为铁素体+珠光体。PQ600的终轧温度采用870±20℃,卷取温度采用660±20℃比较合理。3、根据实验室的研究结果,结合攀钢热轧板厂的设备能力,进行了工业试制,分析了不同的终轧温度对PQ 600高强度工程机械用钢组织性能的影响。采用高温终轧时,屈服强度和抗拉强度高,低温冲击值低。随着终轧温度的降低,屈服强度和抗拉强度降低,低温冲击值大幅度提高。低温终轧钢卷中Nb在奥氏体中析出,降低了铁素体中NbC的析出量,析出强化作用减弱,强度降低。