E40级船体结构钢生产工艺研究-北科大高效中心郭振.pdf
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1、2007 年全国塑性加工理论与新技术学术研讨会 2007 年 5 月 沈阳 188 E40 级船体结构钢生产工艺研究 郭 振,温永红,武会宾,胡水平 (北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京 100083) 摘 要:摘 要:介绍了微合金元素在高强度船体结构钢生产的作用,制定了生产工艺,对实验结果进行了详细的分析,总 结了较为合理的工艺制度,并对低温下冲击性能较好的试样进行了断口扫描,观察了其组织形貌。 关键词:关键词:船体结构钢;工艺制度;屈服强度;低温韧性 Study on Production Technology of E40 Ship Plate GUO Zhen, WEN Yon
2、ghong, WU Huibin, HU Shuiping (national engineering research center for advanced rolling technology,bei jing science and technology university,bei jing 100083) Abstract: The effect of microalloy elements in production technology for high strength ship plate is introduced in this paper. Rational roll
3、ing schedule is obtained by making detailed analysis for the experiment result.The specimen with the highest ballistis work in the low temperature is observed in stereoscan photograph for the nick and the metallic phase pattern is observed. Key words: ship plate; rolling schedule; yield strength; lo
4、w-temperature flexibility 1 实验钢的化学成分 成分设计的依据是钢板所要求的性能及各化学元素对机械性能的影响。碳是较强的固溶强化元 素,能显著提高钢板强度,但降低韧性和塑性,明显恶化钢板的焊接性能。因此碳要控制在下限。 合金元素 Mn 是贝氏体钢中的基本元素,加入量一般为 0.9%-1.6%,钢中含一定量的 Mn 时可使过冷 奥氏体转变曲线上存在明显的河湾,有利于在较宽的冷速范围内,获得完全的贝氏体组织,Mn 还降 低贝氏体转变温度,细化晶粒,增加贝氏体铁素体内的位错密度,Nb 在钢中已经得到应用,主要作 用是提高奥氏体再结晶温度,细化晶粒,Nb 既可引起固溶强化,又
5、能应变析出,起沉淀强化和细晶 强化作用 1 ,在相同的轧制和冷却条件下,Nb 能提高轧态强度,且轧后回火处理能通过 Nb(CN)沉 淀析出进一步提高强度 2 。钛的作用:添加 Ti 会生成 TiC 颗粒,引起沉淀强化,添加少量的 Ti 会 生 成 TiN 颗 粒 弥 散 , 起 到 抑 制 加 热 和 轧 制 期 间 的 晶 粒 长 大 , 有 助 于 韧 性 的 改 善 。 根据元素的相互作用特点,试验设计了两种不同的化学成分编号为 E1 和 E2,针对每种不同的成分 采用不同的工艺制度分别轧制成 20mm 和 16mm 的钢板,编号为:E1A 和 E1B;E2A 和 E2B。试验 钢 E1
6、 和 E2 的化学成分见表 1。 表 1 试验钢的化学成分 取样 C Si Mn P S Als Nb Ti Ni E1 0.13 0.24 1.55 0.016 0.0062 0.0136 0.039 0.018 E2 0.11 0.32 1.46 0.014 0.0040 0.0152 0.040 0.026 0.525 2 实验轧制工艺制度 实验在北京科技大学高效轧制国家工程研究中心进行。加热装置为高温厢式加热炉。轧制设备 2007 年全国塑性加工理论与新技术学术研讨会 2007 年 5 月 沈阳 189 为 350 二辊可逆热轧机,工作辊尺寸为 400-380*350mm,最大轧制压力
7、为 1500KN,并且自动 调节压下量。 冷却设备为水幕层流冷却装置。 式样为在实验室用真空感应炉冶炼并浇铸成 25kg 钢锭, 锻造成厚为 100mm 的厚板。 加热到 1200均匀化 1.5h 后, 经过再结晶温度区和非再结晶温度区 (变 形率大于 60)的两阶段控轧,再结晶区完成的变形量要使中间坯的厚度为成品钢板厚度的 2 倍以 上,道次压下量在 15%-25%,未再结晶区的开轧温度在 900以下,变形量为 60%以上。轧成 20mm 和 16mm 的板材,中间坯厚度为 58mm,轧后进行控冷。轧制和水冷参数如表 2 所示: 表 2 E 级船板钢的轧制工艺 取样 加热温度 () 精轧开轧
8、 温度 () 精轧终轧 温度 () 未再结晶区 轧制压下率 (%) 开冷温度 () 终冷温度 () E1A 1200 900 820 65.5 815 595 E1B 1200 900 782 72.4 776 578 E2A 1200 900 805 65.5 800 585 E2B 1200 900 804 72.4 798 592 3 实验结果及分析 3.1 试验钢的力学性能 试验钢的力学性能见表 3。 表 3 E 级实验钢的力学性能 AKV(J) 取样 ReH (Mpa) Rm (Mpa) 5 (%) -20 -40 -60 -80 E1A 450 550 30.8 120 108 3
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