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日本SM570低合金高強度結構鋼(化學成分機械性能)的研制
摘要??介紹了低合金高強度結構鋼SM570不同熱處理制度下的機械性能、低溫系列沖擊,并檢驗分析了該鋼的顯微組織、夾雜物及晶粒度。結果表明:研制的SM570鋼板的各項性能均滿足標準要求,特別是低溫沖擊韌性較好。
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???? SM570是日本JISG3106標準中強度和韌性級別最高的一個鋼種,該鋼主要用于建筑、橋梁、船舶、車輛及其它重要的工程結構中,由于其具有較高的強度、良好的韌性及焊接性能,生產難度較大,目前相當多廠家一直進口此鋼材。為適應國內市場的需要,研制開發了SM570鋼,做了較全面的檢驗分析,還研究了在不同熱處理制度下該鋼的機械性能,以及低溫系列沖擊,無論在強度、韌性和低溫沖擊韌性等方面,獲得了令人滿意的結果。
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1.主要技術要求
???????鋼的熔煉成分及機械性能應符合JISG3106標準之規定,見表l。
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表l? SM570鋼的熔煉成分及機械性能
鋼號????????????????????????? |
規格(mm) |
熔煉成分/% |
機械性能 |
-5℃縱沖(J) |
||||||
C |
Si |
Mn |
P |
S |
σSU MPa |
σb MPa |
δ % |
|||
SM570 |
>16~40 |
≤ |
≤ |
≤ |
≤ |
≤ |
≥450 |
570~ |
26 |
≥47 |
>40~75 |
0.18 |
0.55 |
1.60 |
0.040 |
0.040 |
≥430 |
720 |
20 |
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注:必要時可加入其它合金元素
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2.?生產工藝流程
?????? 75t電爐冶煉→鋼包吹Ar→鑄錠→鋼錠清理→鋼錠加熱→軋板→鋼板?;?/span>→修磨檢查→鋼板切割取樣→檢驗入庫
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3.主要工藝要點
3.1??采用氧化法冶煉,脫碳量≥0.25%,還原期采用復合脫氧劑脫氧,強化去[P]、[S]操作。?3.2??鋼錠在均熱爐內按Ⅰ組鋼加熱,鋼板在軋材過程中采用二階段控軋。
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4?.?試驗研究?
4.1?? ?試驗鋼的成分見表2。
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表2? SM570鋼的化學成分? %
爐號 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Ni |
Nb |
V |
575 576 577 578 |
0.16 0.16 0.15 0.15 |
0.42 0.41 0.45 0.39 |
1.36 1.32 1.35 1.36 |
0.012 0.012 0.015 0.015 |
0.006 0.007 0.003 0.003 |
0.20 0.22 0.30 0.26 |
0.03 0.03 0.03 0.04 |
0.05 0.06 0.05 0.05 |
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???????由表2可知:SM570鋼的化學成分,在冶煉中控制的很好,主要元素C、Si、Mn含量各爐的波動很小,幾平都是平均值,磷、硫的含量也很低,尤其是硫,不僅含量低而且是控制在0.007%?以下,其他合金元素控制的更為理想,這為獲得良好的機械性能奠定了良基。
4.2?? SM570鋼不同熱處理制度下的機械性能,見表3。
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表3 5M570鋼的機械性能
爐號 |
批號 |
規格mm |
熱處理制度 |
位置 |
σSU MPa |
σb MPa |
δ % |
-5℃AKV J |
||
575 |
C43108 |
40 |
950℃水淬加630℃ 回火 |
表 中 |
630 610 |
720 705 |
25 25 |
96 112 |
127 94 |
125 94 |
577 |
H43137 |
60 |
900℃正火 |
表 中 |
495 485 |
615 635 |
33 29 |
108 67 |
142 62 |
142 42 |
578 |
C43106 ? C43107 |
30 ? 32 |
900℃正火 900℃正火 950℃正火 650℃回火 |
表 ? 表 ? 表 ? 表 |
515 ? 510 ? 490 ? 520 |
620 ? 630 ? 625 ? 630 |
25 ? 27 ? 28 ? 24 |
134 ? 190 ? 150 ? 79 |
141 ? 179 ? 148 ? 48 |
147 ? 186 ? 158 ? 41 |
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????由表3可知:
????1)SM570鋼經調質處理后,表面和中心的強度均較高,韌性也有較好的匹配,特別是表面性能,σSU達到630MPa,σb達到720MPa,δ為25%,-5℃AKV平均值為116J,達到了新日鐵標準中WT70的水平,強度和韌性有較好的匹配。
??? 2)SM570鋼經正火處理后,σSU均達到?500MPa左右,δ為30%左右,-5℃AKV平均值?60mm厚板大于130J,小于32mm薄板大于150J,均較標準要求有較大的富裕量,σb為630MPa左右,處于標準要求的中限,由此看來,SM570鋼正火后,性能較為理想。
???? 3)SM570鋼經650℃回火處理后,σSU為?520MPa,σb為630MPa,δ為24%,-5℃AKV平均值為56J,較標準要求也有一定的富裕量。