Q355热轧厚板的Z向拉伸层状撕裂缺陷分析

为了提高Q355厚板的Z向拉伸塑性，通过拉伸断口形貌观察、夹杂物观察与统计、金相组织观察以及连铸坯凝固组织模拟，得出了Z向拉伸缺陷的形成原因，并探究了MnS夹杂物在厚板中心聚集出现的原因。结果发现，拉伸断口的脆断平台上布满MnS夹杂物，这些MnS只在厚板中心与马氏体一起出现，且伴随着严重的C、Mn偏析。厚板中心大量聚集性的MnS会形成一个大范围的脆裂影响域，从而造成厚板Z向拉伸缺陷。而MnS在厚板中心聚集出现的根本原因是连铸坯柱状晶过分发达形成严重的中心偏析，最终导致大尺寸的聚集性MnS和马氏体组织一起出现。避免过分发达的柱状晶出现、减少连铸坯中心偏析是改善Z向拉伸塑性的有效方法。     

正火温度对低碳微合金钢Z向性能的影响

通过显微组织观察和力学性能测定,研究了正火温度对低碳铌钒微合金钢Z向性能的影响.结果表明,正火不能消除MnS夹杂;850～925℃正火后,可以改善钢板的带状组织,减轻应力集中,降低裂纹萌生倾向,组织细化可有效阻碍裂纹扩展,提高钢板的Z向性能;950℃正火后,晶粒粗化且存在带状组织,抗裂纹扩展能力降低,从而使其Z向性能急剧恶化.采用875℃正火可以保证低碳铌钒微合金钢具有最佳的强韧性和Z向性能匹配.     

夹杂物对EQ70海工钢Z向性能的影响

利用扫描电镜对100 mm特厚EQ70海工钢Z向性能较差样品进行显微组织及断口形貌分析。结果表明:引起其Z向性能较差的主要原因是由于钢中存在大量的(Nb,Ti)(C,N)和Mn S夹杂物,其中(Nb,Ti)(C,N)夹杂物周围存在的微裂纹成为裂纹源,Mn S夹杂物则加速了裂纹扩展。通过优化炼钢连铸工艺,提高钢水洁净度,控制夹杂物数量、尺寸和形貌,EQ70的Z向性能得到明显改善,批量生产检验表明达到Z35的技术要求。     

S355G7+M-Z35 Z向性能不合格原因分析

针对70 mm厚S355G7+M-Z35钢连续出现几批Z向性能偏低的情况,通过金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法对其Z向性能不合格原因进行了研究。结果表明,Z向性能不合格的主要原因是钢板心部存在着疏松孔洞,成为断裂源。并且在不合格试样断口处存在着较多的块状(Nb,Ti)C聚集和MnS夹杂,中心偏析处还存在贝氏体等硬相组织,更加剧了断裂扩展,导致Z向性能不合格。     

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。     

正火处理对建筑结构用超厚规格H型钢抗层状撕裂性能的影响

对建筑结构用超厚规格热轧H型钢进行了920℃正火处理,利用光学显微镜和扫描电镜对热轧态和正火态型钢的显微组织进行观察,对比分析了抗层状撕裂性能(Z向性能)差异及其与显微组织的对应关系。结果表明,热轧态型钢在正火处理后获得细铁素体+超细珠光体组织,组织均匀性得到显著提升,晶粒细化明显。两种试验钢Z向性能均达到Z35要求,与热轧态相比,正火态型钢的抗拉强度升高约12 MPa,断面收缩率提高约13%。正火处理后的基体组织细化及夹杂物球化等对H型钢Z向力学性能的提高较大。     

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。     

螺柱焊在厚板Z向拉伸性能试验中的应用

厚板的Z向拉伸性能是一个非常重要的技术参数，通常钢板的厚度又不足以加工成试样，以往一般采用摩擦焊接的方法在母材两端引出延长段。厚板Z向性能试验的特点是数量少、频率高，针对这个特点介绍一种新的焊接方法——螺柱焊，并对该方法的成功应用进行了论述。     

Z向插销试验氢致延迟裂纹的研究

本文采用了Z 向插销试验。对15MnVN 钢和15MnVNCu 钢的Z 向抗裂性能进行了研究。试验结果表明.Z 向插销临界应力值(σ_(cr))z 与母材的P_(CM)和氢含量有关.该规律与反映氢致延迟裂纹本质的X 向插销试验相同。作者利用断口分析和声发射技术证实:在本试验条件下(σ_(cr))z 主要是反映钢材的氢脆敏感性,而并非层状撕裂敏感性,同时认为,所采用的试验条件可以影响Z 向插销试验所反映的实质。此外.文中还讨论了片条状MnS 夹杂物在氢致延迟裂纹的形成和扩展时所起的作用,并对比了采用断裂准则和启裂准则的利弊.     

低合金特厚复合钢板的组织与性能

采用Q345B低合金连铸坯,经过表面清理、真空焊接及室式炉加热、宽厚板轧机轧制生产180~440 mm特厚复合钢板。用探伤、拉伸、冲击及冷弯等方法检验其结合度和力学性能,利用光学显微镜和扫描电镜分析特厚钢板的组织及拉伸断口。结果表明,该工艺生产的特厚钢板表面、厚度1/4及1/2位置组织均为铁素体+珠光体,晶粒度为5~8级,力学性能均匀合格,结合面及Z向性能优良,不存在裂纹、分层等缺陷。     

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针对中厚板热连轧后出现伸长性能不合格现象进行了系统分析。Q345D钢板金相组织均为铁素体+珠光体,试验钢中A类硫化物规格为15~25μm,C类硅酸盐夹杂物规格为50~2 000μm。结果表明:伸长性能不合格的试样通常夹杂物超标或带状组织级别较高,冷弯断裂试样普遍存在分层现象,夹杂物类别主要为A类硫化物与C类硅酸盐夹杂。     

Q420B钢伸长率不合格原因分析

针对Q420B钢板在轧制后出现伸长率批量不合格的情况,通过金相检测、扫描电镜等方式对其拉伸试样进行断口形貌、组织结构、夹杂物分析。结果表明,断口部位存在较多孔隙、分层以及较严重的带状组织,裂纹及孔隙主要沿偏析组织萌生扩展;断口部位夹杂物集中分布,且呈连续性、长条状分布,其在拉力作用下和基体界面分离、扩展后最终形成裂纹,是造成钢板轧后伸长率不合格的主要原因。     

16MnDR特厚钢板典型缺陷的形成原因分析

为了研究与探讨钢板典型缺陷的形成机理,并为钢板质量的稳定控制提供理论参考,采用金相显微镜与扫描电镜等仪器研究了特厚钢板表面裂纹、中心探伤不合格以及冲击性能不合格等典型缺陷的形成原因。结果表明,钢板表面裂纹的产生原因有两个,一是钢中有害元素偏高引起的热脆,二是夹杂物多造成的连铸坯裂纹并在轧制过程中扩展;钢板探伤不合格的原因是钢板芯部析出的粗大Nb、Ti、V类碳氮化物,并伴有MgO和Al₂O₃类大型夹杂物;钢板冲击性能不合的主要原因是芯部的带状组织和带状组织中含碳上贝氏体/马奥组织以及晶粒粗大和混晶。     

Q345R钢板分层缺陷原因分析

对Q345R钢板分层缺陷原因进行了研究。结果表明：分层缺陷钢板的夹杂物超标,且在钢板厚度方向存在明显的偏析线。分层处有明显的点列状孔洞分布,这是引起裂纹扩展的主要原因。钢板的基体组织为珠光体+铁素体,分层处组织为马氏体+少量贝氏体+少量铁素体。裂纹起源处的夹杂物为MnS和Al2O3且以MnS为主,沿着带状组织和夹层分布。分层处的断口形貌为解理断裂,呈片层状或羽毛状,断口有明显的分层现象。分层处的贝氏体、马氏体组织使材料脆性增加,在与MnS夹杂物的共同作用下,形成应力集中而产生裂纹。     

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 利用金相检验、扫描电镜和断口分析的方法,对探伤不合格的中板进行分析,发现了MnS夹杂物、中心线裂纹和气泡,分析证明,这些缺陷是影响中板探伤不合格的因素。检验还发现中板中心存在异常组织,这使钢的脆性增加,轧制时这些缺陷得以扩展。     

热轧带钢冷弯性能不合格的分析及改善措施

冷弯性能是热轧中薄板带材的重要指标之一，冷弯试验是标准规定的必检项目，但在实际生产中经常出现冷弯不合格现象。分析证实导致冷弯不合格的主要因素是钢中存在的两类夹杂物数量较多，经过改进炼钢工艺降低或消除夹杂物，冷弯性能得到显著改善。     

7050铝合金厚板织构、拉伸性能及断裂韧性的不均匀性

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、常温拉伸和紧凑拉伸实验,对120mm厚的7050铝合金板材的织构分布、拉伸性能及断裂韧性进行分析。结果表明:沿板材厚度方向,合金的组织、织构、强度及断裂韧性呈不均匀分布;在同一厚度处,合金的强度和断裂韧性具有明显的各向异性;由板材表层到中心,粗大第二相及再结晶晶粒尺寸逐渐增大;板材表层的织构主要由剪切织构{111}110和立方织构Cube{001}100组成,中心主要由β取向轧制织构和少量立方织构组成,1/4厚度处是过渡层;由板材表层到中心,轧向及长横向强度呈不均匀变化,板材中心处强度比表层的小;板材同一厚度处,强度和断裂韧性具有明显的各向异性,轧向强度大于长横向和短横向强度,L-T取向的断裂韧性大于T-L取向和S-L取向的断裂韧性;L-T取向的断裂方式主要是穿晶断裂,S-L取向的断裂方式以沿晶断裂为主,T-L取向是混合型断裂,其穿晶断裂比例比L-T取向的穿晶断裂比例小,沿晶断裂比例比S-L取向的沿晶断裂比例小。     

Q345R中厚板探伤不合格原因分析

采用金相显微镜、电子探针、能谱仪等对 Q345R中厚板探伤不合格试样进行了分析。结果表明：中厚板心部有偏析，偏析处出现贝氏体组织和夹杂物是探伤不合格的原因。通过优化炼钢工艺，改进轧制冷却工艺，可减少夹杂物及中心贝氏体。     

Q345B 热轧板延伸率不合格原因分析

针对Q345B热轧板在拉伸试验中出现延伸率不合格的问题,采用化学成分分析和金相分析方法进行分析,结果为钢板中严重的夹杂物、级别较高的带状组织、较高的含碳量导致钢板的延伸率不合格。