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大線能量用鋼的力學(xué)性能要求
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時間：2014-06-06
AH610E鋼板的生產(chǎn)工藝為TMCP+630℃回火，B610E鋼板的熱處理工藝為淬火+625℃回火的調(diào)質(zhì)狀態(tài)。經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理狀態(tài)后的組織為針狀鐵素體+貝氏體+少量馬氏體。
1鋼板的化學(xué)成分
????目前鞍鋼和寶鋼在化學(xué)成分的設(shè)計上都與以前的大線能量用鋼不同，特別是寶鋼研究了各種元素對組織、強(qiáng)度和焊接熱影響區(qū)韌性惡化的影響。具體在成分和組織上的改進(jìn)有：
????(1)考慮到對大線能量焊接，將碳含量設(shè)計成Ｃｅｑ≤0?09%，Ｐｃｍ≤0?21%；
????(2)不使用對淬透性影響特別顯著的元素，如Ｂ和Ｃｒ等，避免產(chǎn)生全馬氏體組織，同時保證焊接熱影響區(qū)硬度在ＨＶ350以下，避免焊接熱影響區(qū)韌性惡化；
????(3)添加合適的Ｎｂ，研究表明0?023%的Ｎｂ使屈服強(qiáng)度提高35ＭＰａ，抗拉強(qiáng)度提高25ＭＰａ，伸長率提高2%；
????(4)添加合適的Ｔｉ和Ａｌ。通過上述改進(jìn)，保證了鋼板的強(qiáng)度、組織和沖擊韌性。
????ＡＨ610Ｅ鋼板的生產(chǎn)工藝為ＴＭＣＰ+630℃回火，Ｂ610Ｅ鋼板的熱處理工藝為淬火+625℃回火的調(diào)質(zhì)狀態(tài)。經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理狀態(tài)后的組織為針狀鐵素體+貝氏體+少量馬氏體。
?2鋼板的拉伸性能
????對15，21，32，40，50ｍｍ厚鋼板分別進(jìn)行拉伸試驗，試樣分別為縱向和橫向取樣。拉伸試樣加工成標(biāo)距為50ｍｍ，直徑為10ｍｍ的圓棒試樣。為測試鋼板厚度方向不同部位的拉伸性能，對32，40和50ｍｍ厚鋼板分別進(jìn)行Ｔ/4和Ｔ/2部位取樣。所有拉伸試驗按照ＧＢ/Ｔ228—2002《金屬材料室溫拉伸試驗方法》在ＩＮＳＴＲＯＮ1251電液伺服式萬能材料試驗機(jī)上進(jìn)行。
????從拉伸結(jié)果來看，所有下屈服強(qiáng)度在510～585ＭＰａ范圍內(nèi)，所有抗拉強(qiáng)度在610～660ＭＰａ范圍內(nèi)，斷后伸長率在21?0%～26?0%范圍內(nèi)，縱向比橫向試樣的強(qiáng)度低10ＭＰａ左右，Ｔ/2比Ｔ/4試樣強(qiáng)度低15ＭＰａ左右，50ｍｍ厚鋼板的強(qiáng)度接近抗拉強(qiáng)度的允許值下限610ＭＰａ。
????3?系列溫度沖擊試驗
????對32，40，50ｍｍ厚鋼板進(jìn)行系列溫度沖擊試驗，分別進(jìn)行縱向和橫向取樣。32，40，50ｍｍ厚鋼板為Ｔ/4和Ｔ/2部位取樣，試驗按照ＧＢ/Ｔ229—1994《金屬夏比沖擊試驗》在ＪＢ-500Ａ沖擊試驗機(jī)上進(jìn)行，試驗時溫度過冷度為1～2℃。試樣斷面百分率按ＧＢ/Ｔ12778—91《金屬夏比沖擊斷口測定方法》的規(guī)定進(jìn)行測定。
????從試驗結(jié)果看，鋼板具有優(yōu)良的低溫韌性，其不同部位取樣(Ｔ/4、Ｔ/2)的沖擊功在-40℃以上均在240Ｊ以上，且1/4板厚處與1/2板厚處試樣的沖擊吸收功幾乎相同。低于-60℃時，1/2板厚處3個試樣的沖擊功波動性稍大，50ｍｍ鋼板的心部取樣的沖擊功在-80℃才快速下降。
4?氣電立焊焊接接頭力學(xué)性能
????研制大線能量用鋼的關(guān)鍵是解決大線能量施焊時，避免焊接接頭的強(qiáng)度和沖擊性能的降低。為此，對厚度21ｍｍ的Ｂ610Ｅ鋼板進(jìn)行氣電立焊工藝試驗，焊接材料為新日鐵的ＥＧ-60焊絲(直徑為1?6ｍｍ)，焊劑為ＳＪ101(350℃×2ｈ烘干，150℃保溫)，焊接設(shè)備為美國Ｒａｎｓｏｍｅ公司的ＶＵＰ-ＮＡ3ＳＴ垂直立焊系統(tǒng)(林肯ＤＣ1000電源、ＮＡ-3機(jī)頭和控制箱)。按照ＪＢ4708—2000對Ｂ610Ｅ焊接接頭進(jìn)行焊態(tài)拉伸、冷彎和沖擊試驗。
從結(jié)果來看：當(dāng)焊接線能量達(dá)10ｋＪ/ｍｍ時，焊接接頭焊縫中心和熱影響區(qū)的強(qiáng)度和沖擊性能均能達(dá)到對母材的要求。
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