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大線能量用鋼的力學性能要求
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-06-06
AH610E鋼板的生產工藝為TMCP+630℃回火，B610E鋼板的熱處理工藝為淬火+625℃回火的調質狀態。經調質熱處理狀態后的組織為針狀鐵素體+貝氏體+少量馬氏體。
1鋼板的化學成分
????目前鞍鋼和寶鋼在化學成分的設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、強度和焊接熱影響區韌性惡化的影響。具體在成分和組織上的改進有：
????(1)考慮到對大線能量焊接，將碳含量設計成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，避免產生全馬氏體組織，同時保證焊接熱影響區硬度在ＨＶ350以下，避免焊接熱影響區韌性惡化；
????(3)添加合適的Ｎｂ，研究表明0?023%的Ｎｂ使屈服強度提高35ＭＰａ，抗拉強度提高25ＭＰａ，伸長率提高2%；
????(4)添加合適的Ｔｉ和Ａｌ。通過上述改進，保證了鋼板的強度、組織和沖擊韌性。
????ＡＨ610Ｅ鋼板的生產工藝為ＴＭＣＰ+630℃回火，Ｂ610Ｅ鋼板的熱處理工藝為淬火+625℃回火的調質狀態。經調質熱處理狀態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上進行。
????從拉伸結果來看，所有下屈服強度在510～585ＭＰａ范圍內，所有抗拉強度在610～660ＭＰａ范圍內，斷后伸長率在21?0%～26?0%范圍內，縱向比橫向試樣的強度低10ＭＰａ左右，Ｔ/2比Ｔ/4試樣強度低15ＭＰａ左右，50ｍｍ厚鋼板的強度接近抗拉強度的允許值下限610ＭＰａ。
????3?系列溫度沖擊試驗
????對32，40，50ｍｍ厚鋼板進行系列溫度沖擊試驗，分別進行縱向和橫向取樣。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沖擊試驗機上進行，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》的規定進行測定。
????從試驗結果看，鋼板具有優良的低溫韌性，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性能
????研制大線能量用鋼的關鍵是解決大線能量施焊時，避免焊接接頭的強度和沖擊性能的降低。為此，對厚度21ｍｍ的Ｂ610Ｅ鋼板進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)，焊接設備為美國Ｒａｎｓｏｍｅ公司的ＶＵＰ-ＮＡ3ＳＴ垂直立焊系統(林肯ＤＣ1000電源、ＮＡ-3機頭和控制箱)。按照ＪＢ4708—2000對Ｂ610Ｅ焊接接頭進行焊態拉伸、冷彎和沖擊試驗。
從結果來看：當焊接線能量達10ｋＪ/ｍｍ時，焊接接頭焊縫中心和熱影響區的強度和沖擊性能均能達到對母材的要求。
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