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        新一代超低碳貝氏體系列高強度焊接結構鋼合金設計技術
         
        時間:2015年04月22日  作者:源達旺鋼材  瀏覽次數:199

        超低碳貝氏體鋼是國際上近20年來發展起來的建筑用高建鋼高強度、高韌性、焊接性能優良的新鋼系,被國際上稱譽為21世紀鋼種,是現代冶金生產技術與物理冶金研究成果相結合的產物。這類鋼利用現代煉鋼方法,采用鋼包精煉及連鑄技術,鋼中加入提高淬透性的元素如Mn、Cu、Mo、B等,通過控制軋制控制冷卻甚至在空冷的條件下,變形奧氏體會轉變成極為細小的各種形態的貝氏體板條組織,并通過Nb、Ti、Mo、Cu的析出強化,從而使鋼材的屈服強度大幅度提高,可達500~900N/mm2。鋼種韌脆轉變溫度在-80~-100℃左右,-20℃V型缺口沖擊值達到400J以上。這類鋼的合金設計改變了傳統高強度低合金鋼的設計思路,鋼中碳含量已降到0.03%~0.04%左右,因此碳的危害、碳化物析出的影響等問題已完全消除,故這類鋼材的焊接性能極佳,熱影響粗晶區在各種冷卻條件下均能得到極高韌性的貝氏體組織,可以實現焊前不預熱、焊后不熱處理。由于其韌性明顯高于同強度級別的普通微合金鋼,而且能夠很好地解決性能、成本、利潤和能源之間的矛盾,故這類鋼在美國、英國、日本、德國等發達國家的石油天然氣管線用鋼、工程機械、海洋設施、汽車、橋梁、造船、軍艦、壓力容器等領域得到了廣泛的應用。目前已成為與傳統的鐵素體-珠光體鋼、馬氏體淬火回火鋼并列的一大新鋼類。

          社會需求、降低生產成本和保證良好的焊接性能等因素是發展超低碳貝氏體鋼的主要動力?,F代冶金生產技術(鋼包冶金技術+TMCP技術)的發展和Nb、V、B等微合金元素的研究應用的全面發展,推動了超低碳貝氏體鋼的研究與發展。目前,世界上已基本形成C-Mn-Nb-B、C-Mn-Cu-Nb-B(Cu-Nb)為主的兩大系列超低碳貝氏體鋼,抗拉強度大都在600~800N/mm2范圍。

          鞍鋼與北京科技大學合作,結合鞍鋼厚板廠工藝裝備條件,采用TMCP、RPC技術和微合金化技術,研制開發出屈服強度500~600N/mm2級別(鋼號有HQ500DB、HQ550B、HQ590DB、HQ685DB等)的最大厚度達60mm的系列高強度、高韌性、焊接性能優良的超低碳貝氏體鋼厚板。鞍鋼開發的新一代超低碳貝氏體系列高強度焊接結構鋼合金設計為Mn-Cu-Nb-B、Mn-Mo-Cu-Nb-B等,采用了轉爐冶煉、爐外精煉(RH、VD、LF等)、連鑄、熱送熱裝、TMCP、RPC等工藝技術,充分利用微合金元素Nb、Ti、B等元素的細晶強化和沉淀強化的作用以及控制軋制控制冷卻等技術,減少合金元素含量,降低碳含量、碳當量,提高鋼種的強度、韌性和焊接性能,并在煤礦機械、工程機械、壓力管道等領域獲得應用,共計試制50000余噸,具有良好的經濟效益和社會效益。

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