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高强度结构钢板被广泛应用于工程机械和煤矿机械行业,厚度以4mm~80mm为主,其中20mm以下厚度钢板绝大多数被应用于工程机械行业。20mm以上厚度钢板主要为中厚板类产品,多数应用于煤矿机械行业。
目前国内在生产高强度结构钢板时,多采用TMCP或TMCP+回火的方式,且生产规格和级别均较低。对于较厚规格的Q690及以上级别产品,只有极少数企业通过加入较多的合金元素并使用调制的方式生产,而国外则大部分是以调质的方式生产。采用TMCP或TMCP+回火的方式较厚规格的Q690及以上级别产品时,得到的低温冲击功值较低,力学性能波动性较大。采用淬火+回火的调质方法生产,能够较好解决以上问题。利用其研发淬火机的优势,成功开发出Q690~Q960级别4mm~60mm厚高强度结构用调质产品,尤其是规格4mm~10mmQ690~Q960产品,填补了我国高强度结构用调质钢板薄规格生产的空白。
该类产品的特点主要体现在以下几个方面:
不同钢板厚度规格采用不同的化学成分体系
目前国内在生产调制产品时,对不同厚度规格的产品主要采用折中的化学成分。这样使得在生产薄规格产品时,由于钢板极易被淬透,从而造成了对资源的浪费。而在生产厚规格产品时,又由于加入的合金元素富余量不多,从而使由于厚度的增加而引起的“厚度效应”比较明显,性能的波动性较大。通过对不同厚度规格的产品采用不同的化学成分体系,在薄规格上尽量采取“以水代合金”的方法来减少合金元素的添加,在厚规格时通过合理的合金元素的添加来提高钢板的性能。
(2)不同钢板厚度规格采用不同淬火制度
长期以来,淬火制度对钢板性能的影响一直未被国内大多数钢厂重视。传统观点认为,淬火时只要在奥氏体温度以上保温一定时间即可。通过研究发现,钢板的淬火制度对后续的冷却过程有较大的影响。随着厚度规格的增加,淬火温度及其淬火保温时间也应当相应调整,才能既保证钢材充分奥氏体化,从而为得到良好的综合力学性能提供保障。
(3)适度细化原始奥氏体晶粒的思想
研究发现,细化原始奥氏体晶粒是提高高强结构用调质钢板低温冲击韧性的 途径,尤其是对于960MPa及其以上级别的产品更为明显。通过合金元素的合理添加和轧制、轧后冷却制度的控制,适度细化原始奥氏体晶粒,不但极大提高了其低温冲击韧性,而且还确保焊接时热影响区的急剧粗化而引起钢板性能的恶化。目前,该类产品正在南钢、涟钢得到推广,已初步取得成效,为实现低成本减量化的钢铁材料开发应用奠定了基础。
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