Q500 qENH耐候桥梁钢形变奥氏体连续冷却转变行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机模拟了Q500qENH耐候桥梁钢形变奥氏体连续冷却转变过程.采用膨胀法结合组织观察及硬度测试,绘制了钢的连续冷却转变(continuous cooling transformation,CCT)曲线.结果表明:当冷速小于1℃/s时,形成以多边形铁素体和珠光体为主、少量粒状贝氏体的...     

Q500qENH高性能耐候钢在高架桥工程焊接技术与应用

耐候钢在国内迅速发展,但大多数使用Q345等级以下耐候钢,Q500等级及以上的耐候钢在工程上应用的比较少。文中在对国内耐候钢桥梁进行全面梳理的基础上,依托G109线(忠和傅家窑立交至八里湾)改扩建工程钢结构桥梁项目,对Q500qENH高性能耐候钢及相应焊材的耐腐蚀性能、碳当量等进行计算,分析其防腐和焊接性能。结果表明,钢材和焊接材料耐大气腐蚀系数(I)均大于6,说明其耐腐蚀性能良好;钢材碳当量(CE)大于40%,说明钢材强度增加的同时其焊接性能受到一定的影响;同时对Q500qENH高性能耐候钢采用焊条电弧焊和埋弧焊进行施焊,并进行外观检查、超声检测、力学性能试验及宏观金相试验等焊接工艺评定检验,分析和评价其焊接性能,总结出适用于Q500qENH高性能耐候钢的焊接工艺方法和焊接参数,以期为类似工程项目的焊接施工提供经验借鉴。创新点： 采用Q500qENH高强度耐候钢作为钢结构组合梁下翼缘板,并分析总结适用于Q500qENH高强度耐候钢焊接工艺方法。     

Q500qENH耐候桥梁钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为

通过周期浸润腐蚀试验对比研究了鞍钢生产的耐候桥梁钢Q500qENH和传统耐候钢09CuPCrNi在模拟工业大气环境中的腐蚀行为,并采用腐蚀形貌观察和电化学测试等手段对其腐蚀行为进行了分析。结果表明:显微组织和化学成分对钢基体的耐蚀性均具有一定影响,当保护性锈层形成后,耐蚀性主要取决于锈层的保护作用;周期浸润腐蚀试验结果和带锈试样的电化学阻抗谱、线性极化曲线分析表明Q500qENH钢耐工业大气腐蚀的能力优于09CuPCrNi钢的。     

首钢Q420qENH高性能耐候桥梁钢板的开发

针对传统桥梁钢板强度低,冲击韧性、焊接性能、耐蚀性能差的问题,首钢公司采用低碳成分设计、添加Ni、Cr、Cu耐候元素以及Mo、Nb元素,并优化了轧制和水冷工艺,开发出具有强韧性匹配和良好耐候性的Q420qENH耐候桥梁钢板。对Q420q ENH钢板的显微组织、力学性能进行了检测,同时采用周期浸润加速腐蚀试验对Q420qENH耐候桥梁钢板和Q420qE普通桥梁钢板的腐蚀失重和腐蚀速率进行了对比分析,研究了Q420qENH钢板的锈层形貌及成分。结果表明:Q420qENH耐候桥梁钢板组织为细小的M-A岛粒状贝氏体、准多边形铁素体和针状铁素体的混合组织,具有高强度、低屈强比和良好的低温韧性;其表面生成结构致密的α-FeOOH锈层,能够阻止钢板被进一步腐蚀,因此相同条件下其耐大气腐蚀性能是Q420qE普通桥梁钢板的2倍以上。     

高耐候Q355GNHDZ25钢板的研制

针对GB/T 4171-2008标准对高耐候Q355GNHDZ25钢板的要求,通过合理的化学成分设计,结合CCT曲线的计算,制定了合理的冶炼、加热及轧制工艺.所试制的Q355GNHDZ25钢板组织均匀细小,钢质纯净,具有良好的抗层状撕裂性能和耐大气腐蚀性能,并兼顾了优异的低温冲击韧性和强度,完全满足标准的要求.     

回火温度对Q420qENH钢板组织和力学性能的影响

通过显微组织观察、电子背散射衍射技术、拉伸试验、冲击试验等方法,研究了回火温度对Q420qENH钢板组织和力学性能的影响。结果表明：420～620℃回火的钢板组织为粒状贝氏体和铁素体,基体组织略微粗化,大尺寸M-A组元分解,但仍有部分细小较稳定的M-A组元得以保留,且呈弥散分布。与轧态钢板相比,620℃回火的钢板屈服强度从467 MPa升高至505 MPa,抗拉强度从655 MPa降低至589 MPa,屈强比从0.71升高至0.86,-40℃冲击吸收能量从175 J升高至278 J;脆硬相M-A组元含量降低不仅导致钢板屈强比升高,还降低了裂纹萌生倾向,且大角度晶界比例增加,阻碍裂纹扩展的能力增强,两者共同作用使得钢板的低温冲击韧性明显改善。在520～620℃回火的试验钢板具有高强韧性和较低屈强比的优异力学性能。     

Q690qE桥梁钢在模拟滨海工业环境中的腐蚀行为研究

采用周期浸润腐蚀实验方法,结合锈层形貌与成分分析、基体腐蚀形貌观察以及腐蚀速率分析,研究了Q690qE高强耐候桥梁钢在模拟滨海工业环境中的腐蚀行为与规律。结果表明,Q690qE钢在模拟滨海工业环境中易形成致密锈层,具有一定保护作用,但锈层中没有Ni、Cr等合金元素的富集,且锈层底部存在Cl^-的富集和FeSO₄的沉积,导致Q690qE钢存在较高的腐蚀速率,且基体表面出现明显的点蚀坑,通过幂指数拟合显示腐蚀深度与腐蚀时间呈现D=0.019·t^0.7的幂函数关系。     

轧制工艺对耐大气腐蚀钢综合性能的影响

分析了轧制工艺参数对耐大气腐蚀钢综合性能的影响。结果表明,终轧温度、卷取温度和轧后冷速均对钢板力学性能有影响,卷取温度对钢板强度的影响高于终轧温度,钢板强度随卷取前冷却速度的提高而增加,冷速超过12℃/s后不再进一步提高。耐大气腐蚀性主要与成分有关。试验成品钢板强度高,屈强比低,具有良好的低温冲击韧性和冷弯加工性能及优良的耐大气腐蚀性。     

冷却工艺对Q500qE桥梁钢组织与性能的影响

以高强度桥梁钢Q500qE为对象,研究不同冷却工艺对其组织和性能的影响规律。研究表明,低速冷却(5℃/s)工艺所得组织以粒状贝氏体为主,M/A岛尺寸粗大,虽然屈强比较低,但强度偏低,韧性较差;高速冷却(25℃/s)工艺所得组织以板条贝氏体为主,M/A岛呈球状或棒状,强度和韧性均得到较大提升,但屈强比偏高;分段冷却(20℃/s+空冷+20℃/s)工艺所得组织为多边形铁素体+板条贝氏体+粒状贝氏体的复合组织,M/A岛细小弥散,屈强比最低,韧性最高,综合性能最佳。     

高强高韧钢Q960E的生产工艺

采用中低碳微量添加Nb、V、Cr、Mo、Cu、Ni等合金元素成分设计思路,通过对Q960E钢板相变点、静态CCT曲线测定,详细研究钢板淬火后经不同回火工艺的微观组织和力学性能.结果表明:当冷速为0.1～1℃/s时,组织主要为铁素体+粒状贝氏体,随冷却速度增加,铁素体转变受到抑制,逐渐向贝氏体和马氏体转变,当冷速大于10...     

低成本Q500E低合金高强度厚钢板的开发

为开发低成本Q500E低合金高强度厚钢板,系统研究了未再结晶区变形量和变形后冷却速率对一种低合金钢奥氏体连续冷却相变(CCT)行为和组织变化规律的影响。通过系列TMCP试验,探讨了精轧温度对试验钢板显微组织和力学性能的影响。结果表明,未再结晶区变形量、变形后冷却速率和精轧温度均能显著影响试验钢的显微组织和力学性能。生产低成本Q500E厚钢板的TMCP工艺为:在奥氏体再结晶区和未再结晶区进行两阶段轧制,精轧温度800～850℃,精轧压下率75%,轧后以高于10℃/s的冷却速率冷却至450～500℃。     

Q420qENH钢在模拟海洋环境中的腐蚀行为

通过周期浸润和长时浸泡试验模拟了海洋环境,利用腐蚀形貌观察和电化学分析等手段对耐候桥梁钢Q420qENH在模拟海洋环境中的腐蚀行为进行了研究,并与传统耐候钢09CuPCrNi进行了对比。结果表明:Q420qENH钢在模拟海洋环境中的耐蚀性优于09CuPCrNi钢的;周期浸润试验后,Q420qENH钢表面形成的锈层均匀致密、保护性较强;在模拟海洋环境中,随浸泡时间的延长,Q420qENH钢和09CuPCrNi钢的电化学阻抗先增大后减小,最后增大至相对稳定的值。     

高性能Q420qENH耐候桥梁钢焊接试验

文中针对高性能Q420qENH耐候桥梁钢板,进行了母材复验、焊材熔敷金属试验、钢板焊接性试验、对接接头系列温度冲击试验以及典型接头的焊接工艺评定试验,评价和分析了该钢的力学、焊接及耐候性能,为应用于大型耐候钢桥梁制造提供了参考依据。     

高强桥梁钢Q420qE焊接接头性能控制

对首钢生产的50 mm规格Q420q E高强桥梁钢进行了最高硬度试验、斜Y坡口冷裂纹敏感性试验、CTS试验及焊接接头热输入适应性试验。试验结果表明:不预热进行焊接,Q420qE钢板最高硬度为255 HV_(10);预热50℃后,最高硬度237 HV_(10),钢材淬硬倾向不明显;预热50℃以上可以避免焊接冷裂纹;气体保护焊、埋弧焊分别在14~16 kJ/cm、30 kJ/cm焊接热输入范围内,焊接接头性能满足要求。     

高强韧工程机械用钢Q690D的淬火工艺优化

通过全自动相变仪、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等,研究880~1100 ℃淬火温度对30 mm厚Q690D钢显微组织、原始奥氏体晶粒尺寸、-20 ℃低温冲击性能和冲击断口形貌的影响。结果表明,当淬火温度低于950 ℃时,试验钢奥氏体平均晶粒尺寸小于10 μm,随着淬火温度的升高,Nb、V、Ti微合金碳化物溶入奥氏体量增加,-20 ℃低温冲击吸收能量逐渐升高;当淬火温度由950 ℃升高至1100 ℃,随着奥氏体晶粒快速长大,试验钢-20 ℃冲击吸收能量由最大值150 J降低至19 J;Q690D钢的最佳淬火工艺为950 ℃×20 min,水冷。     

终轧温度对Q420qENH钢板组织性能的影响

研究了Q420qENH钢板显微组织与拉伸性能随终轧温度的变化规律。研究发现,随终轧温度的升高,Q420qENH钢板组织中粒状贝氏体的数量减少,多边形铁素体增多,屈服强度和抗拉强度均降低,屈强比降低。将屈服强度和晶粒尺寸进行Hall Petch拟合,得到的拟合式与试验结果吻合,能够反映出Q420qENH钢在不同终轧温度下的强度随晶粒尺寸的变化趋势。