中厚板超声波探伤缺陷及控制技术

介绍了钢板超声波探伤的缺陷类型,对连铸板坯轧制中厚板后出现超声波探伤不合格的钢板进行取样、金相、电镜分析,找出引起中厚板探伤不合格的主要因素是钢中氢含量、铸坯中心偏析以及夹杂物;通过采用RH真空处理、钢水洁净度控制、铸机动态轻压下、加热工艺优化、控轧控冷工艺优化及板材堆垛缓冷等关键工艺技术,使钢板内在质量得到改善,探伤合格率明显提高。     

提高转炉上连铸Q345B探伤质量的措施

针对南阳汉冶特钢有限公司250 mm×1 650 mm断面采取转炉直上连铸工艺路线生产的Q345B钢板探伤合格率低现象,对不合格钢板取样并进行电镜检测分析,得出中心锰偏析、硫化锰夹杂是导致探伤不合格的主要原因。通过优化转炉脱硫工艺降低硫含量、严控钢水过热度、优化成分降低锰含量、优化连铸二冷制度、钢板抢温下线缓冷等措施,铸坯中心偏析得到了改善,轧后钢板探伤质量合格率得到了提高。     

控轧控冷工艺对HY420钢板组织性能的影响

随着我国海洋资源利用的不断发展,亟需推动高等级海洋工程用钢的国产化进程。海洋平台的工作环境严苛,对所用钢材的强度、韧性、可焊性、抗层状撕裂等性能均有较高要求。控轧控冷工艺(TMCP)是目前国际上高强度海洋工程用钢生产中应用最为广泛的工艺方法之一。文章采用非线性回归分析方法,结合微观组织研究,分析了控轧控冷工艺参数对低碳微合金钢HY420板材力学性能的影响,从而得到较合适的HY420级高强度钢板的TMCP生产工艺。实验结果表明,适当提高终轧温度、降低终冷温度可在提高屈服强度和抗拉强度的同时,使钢板具有较好的低温冲击韧性。     

抗H2S腐蚀X70MS管线钢的开发

针对X70MS管线用钢板开发过程中钢板芯部落锤性能不良的问题，采用了不添加Mo、低碳的化学成分设计，且冶炼过程严格控制S、P含量；对轧制工艺进行了优化，采用粗轧3道次（递增的压下率）和精轧前3道次（递减的压下率）单道次压下率大于18%的轧制工艺，以及开冷温度控制为750~760 ℃，钢板出超快冷返红温度控制为490~520 ℃的措施，保证钢板芯部获得了细小针状铁素体组织，显著改善了钢板芯部落锤性能。此外，对钢板抗HIC和抗SSCC性能进行了评价，结果表明X70MS管线钢具有良好的抗HIC和SSCC性能。     

抗H2S腐蚀X70MS管线钢的开发

针对X70MS管线用钢板开发过程中钢板芯部落锤性能不良的问题，采用了不添加Mo、低碳的化学成分设计，且冶炼过程严格控制S、P含量；对轧制工艺进行了优化，采用粗轧3道次（递增的压下率）和精轧前3道次（递减的压下率）单道次压下率大于18%的轧制工艺，以及开冷温度控制为750~760 ℃，钢板出超快冷返红温度控制为490~520 ℃的措施，保证钢板芯部获得了细小针状铁素体组织，显著改善了钢板芯部落锤性能。此外，对钢板抗HIC和抗SSCC性能进行了评价，结果表明X70MS管线钢具有良好的抗HIC和SSCC性能。     

抗层状撕裂高层建筑用100mm厚Q420GJC-Z35钢板的开发

通过微合金化成分设计及合理的控制轧制、热处理工艺,成功开发出100mm厚抗层状撕裂高层建筑用Q420GJC-Z35特厚钢板,产品力学性能满足国家标准GB/T 19879-2005要求且强韧性匹配,钢板超声波探伤全部符合JB/T 2970-2004 Ⅰ级标准.     

120mm大厚度Q390GJC Z35高层建筑用钢的研制

针对大厚度高层建筑用钢生产难度大、产量少等问题,通过优化成分、轧制及热处理工艺,试制了120mm大厚度Q390GJC Z35高强度钢板。结果表明,产品组织均匀、韧窝细小,力学性能及抗层状撕裂性能均满足国家标准要求。     

FAS2271热轧圆钢超声探伤不合分析及工艺改进

针对FAS2271热轧圆钢在超声探伤中检出的心部裂纹缺陷,采用金相显微镜对裂纹试样进行观察和分析,结果表明,FAS2271热轧圆钢心部裂纹的产生,主要是由于钢坯加热未充分透烧所致,同时钢材轧后冷却快,且直接矫直,应力叠加,进一步增加了心部开裂的倾向。通过改进钢坯加热及钢材轧后缓冷工艺,包括提高加热温度,控制钢坯出速以保证均热保温时间,增加轧后进坑缓冷工艺,探伤不合发生率由14%降低至0.15%,改善显著。     

桥梁板Q420qD-Z25生产实践

介绍了河北普阳钢铁有限公司生产Q420qD-Z25厚规格钢板的化学成分设计、控轧控冷工艺及钢板性能。研究了不同未再结晶区开轧温度对Q420qD-Z25厚规格钢板组织和力学性能的影响。结果表明：铌、钒微合金元素的复合添加,有助于细化铁素体晶粒,提高钢材的强度和韧性。采用两阶段控制轧制工艺,随着未再结晶区开轧温度的降低,组织更加细化,钢板的抗拉强度及伸长率变化不大,但屈服强度及-20 ℃冲击功显著提高。轧后钢板下线后迅速进行高温堆垛缓冷,保证了钢板具有优异的Z向性能。     

生产工艺对大厚度高性能船板组织性能的影响

研究了合金成分、轧制和回火工艺对大厚度高性能EH460船板组织性能的影响。结果表明,合金元素Mo、Cr扩大了针状铁素体的形成范围,使针状铁素体生成量增加,提高了钢板冲击性能;粗轧单道次压下率大于15%,可使钢板厚度方向变形深入芯部,有效改善芯部性能;在600～650℃进行回火处理,可使钢板厚度方向组织均匀,钢板抗拉强度基本不变,屈服强度提高60MPa左右,冲击性能更加稳定。     

Q460GJCZ35特厚板Z向性能不合原因分析及优化措施

针对60~80 mm厚Q460GJCZ35钢板控轧后Z向性能不合的问题,采用金相检验、扫描电镜等检测手段,对钢板的组织、厚拉断口的形貌、夹杂物进行了检测分析。结果表明:Q460GJCZ35特厚板Z向性能不合是由于钢板心部存在贝氏体带状组织,以及厚拉断口存在MnS夹杂、(Nb、Ti)C夹杂而导致。为此,对Q460GJCZ35特厚板化学成分进行了优化,采用了降低C、Mn含量来减轻偏析,提高V、Ti含量及添加Cr元素来保证钢板强度的成分设计;炼钢及连铸工艺通过提高钢水的洁净度、加入钙线、降低拉速、增大二冷水量等措施,减少了钢坯的心部偏析及夹杂物;钢坯加热采用“低温长时间保温”工艺,控轧控冷工艺通过增大粗轧道次压下量、采用差温轧制工艺,提高精轧累计压下率、提高精轧温度、提高开冷温度、增大冷速等措施,保证了钢板的强度及Z向性能。     

高炉炉壳用超宽BB503Z35厚板的生产实践

目前采用铸坯生产的厚度100 mm以下、宽度不大于3 500 mm、探伤保Ⅱ级的高炉炉壳用BB503Z35钢板,已满足不了大容量高炉的使用要求。为此,南阳汉冶特钢有限公司采用模铸钢锭对100~120 mm厚、3 800 mm超宽且保Ⅰ级探伤高炉炉壳用BB503Z35钢板进行了开发试制。介绍了BB503Z35钢板化学成分设计,VD炉真空冶炼、水冷模浇注、控轧控冷工艺,研究了正火+控制冷却钢板、高温正火+控制冷却钢板不同热处理下钢板的组织性能。结果表明:通过采用Nb、V、Ti复合微合金化、钢坯低温加热、控轧控冷、高温正火+控制冷却热处理工艺,成功研发出100～120 mm厚、3 800 mm超宽BB503Z35钢板。钢板碳当量为0.405%,焊接裂纹敏感性指数Pcm为0.228%;钢板中夹杂物及夹杂物总量均较低,内部组织均匀、晶粒度细小、带状组织轻微,各项性能指标有较大富裕;超声波探伤检验符合NB/T 47013.3—2015 标准Ⅰ级要求;在高温930 ℃时钢板高温塑性较好,面缩率指标优异,符合高炉炉壳用钢的耐高温性能要求。     

Q345C钢板探伤不合格原因分析

通过取样分析,研究了冶炼、轧制以及轧后控冷工艺对Q345C钢板微观组织及探伤结果不合格的影响.结果表明:中心偏析、裂纹、轧后水冷、MnS等夹杂物以及氢均对钢板的探伤结果造成不利影响.     

控轧工艺对低压缩比高强度特厚钢板组织性能的影响

采用TMCP(Thermo Mechanical Control Process)工艺制备了厚度100 mm的低合金高强度钢板,通过性能检验、光学显微镜和TEM研究了低压缩比控轧工艺对试验钢板不同厚度处力学性能及微观组织结构的影响。结果表明,在总压下率一样时,随着奥氏体再结晶区累积压下率增加,钢板不同厚度处性能差异减小。奥氏体再结晶区累积压下率达到50%时,奥氏体晶粒细化可充分渗透至中心部位,改善了组织的均匀性。未再结晶区压下率增加对特厚板中心部位组织转变影响较小,但使厚度1/4处组织细化并促进位错和析出相生成,间接增加了钢板不同厚度处的性能差异。提出了改善钢板不同厚度处力学性能均匀性的建议,对低压缩比高强度特厚钢板的低成本制造具有指导意义。     

X80管线钢探伤不合原因分析及解决措施

通过取样分析,研究了冶炼、轧制以及轧后控冷工艺对X80管线钢板微观组织及探伤结果不合格的影响。结果表明:中心偏析、裂纹、MnS等夹杂物以及氢均对钢板的探伤结果造成不利影响。     

运用控轧控冷工艺提高钢板力学性能

结合马钢中板生产实际, 对控轧控冷工艺中快速轧制, 快速冷却, 大压下量开坯, 大压下率终轧及碳当量对温度控制的影响等主要方面进行了探讨, 并得出适当的工艺参数, 从而大大提高了钢板力学性能合格率。     

轧制工艺参数对高强度桥梁钢组织和力学性能的影响

通过真空感应炉冶炼了Q690qE试验钢,并采用不同的控制轧制+超快冷工艺将试验钢轧制成12 mm厚的钢板。对钢板组织和性能进行了检测,研究了终冷温度、终轧温度对钢板组织和性能的影响。结果表明,随着终冷温度的提高,组织中上贝氏体含量减少,粒状贝氏体含量增加,M/A组织尺寸增加;抗拉强度和屈服强度均降低,伸长率逐渐提高,低温冲击韧性大幅降低;随着终轧温度的降低,组织中粒状贝氏体含量有所减少,M/A组织尺寸减小,抗拉强度和屈服强度提高,屈强比提高,伸长率下降,低温冲击韧性大幅升高。     

高强度船板钢E40生产工艺模拟试验

采用250kg真空感应炉冶炼E40坯料,然后在实验室进行了控轧控冷的热轧试验和正火实验。对两种工艺生产的试样进行了力学性能测试。结果表明:与控轧控冷(TMCP)轧制的钢板相比,经同样轧制工艺后在910℃正火的钢,其屈服强度和抗拉强度均降低且低于船级社的标准;而控轧控冷(TMCP)的E40试验钢具有良好的综合力学性能。无论纵横向拉伸性能,以及-20～-60℃冲击韧性均完全满足船级社的性能标准。利用金相显微镜和扫描电镜对其组织进行检测。结果表明,两种工艺生产的钢板显微组织基本为多边形铁素体和无碳化物贝氏体及少量珠光体的复合组织;只不过经正火处理的钢板晶粒较细小,其内的混晶组织得到改善,伸长率和冲击韧性均有所提高。     

低合金高强钢中厚板焊缝层状撕裂产生机理及预防措施

随着钢结构发展需求,在钢桥的关键受力构件如钢塔底座、钢箱拱拱脚、斜拉索锚固构件、支座区域结构,为了满足设计载荷和钢结构自身刚度要求,对相关钢板材质、板厚、 Z向性能要求提高,目的是为了降低低合金高强钢中厚板角焊缝层状撕裂风险。文中通过从层状撕裂产生机理分析,对坡口细节及结构形式优化和Z向性能指标选择,优化采取防止层状撕裂措施,优化箱形厚板构件焊接措施,以确保施工质量。     

锅炉用特厚13 MnNiMoR钢板的研制

采用真空电子束焊接技术,将2块相同尺寸的13MnNiMoR钢连铸坯焊接成特厚铸坯,再热轧成150 mm厚的锅炉汽包用钢板,并对钢板进行了调质处理而不是通常的正火、回火。检测了钢板沿厚度方向的力学性能和显微组织。结果表明:钢板不同部位的常温和高温力学性能均满足GB 713—2014要求,组织为回火贝氏体,晶粒均匀细小,抗层状撕裂性能良好,超声波检验表明,钢板质量符合NB/T 47013.1—2015的Ⅰ级。