高性能桥梁钢Q370qE-HPS过冷奥氏体连续冷却相变行为

利用Gleeble 1500D型数控动态热-力学物理模拟试验机,针对新近研发的Q370q E-HPS高性能桥梁钢进行了过冷奥氏体连续冷却相变行为研究。结果表明,当冷却速度小于5℃/s时,形成铁素体+珠光体组织,当冷却速度在8℃/s^15℃/s时,形成针状铁素体+贝氏体组织。Q370q E-HPS高性能桥梁钢铁素体转变温度区间为700~800℃,贝氏体转变温度区间为550~700℃,与传统正火工艺桥梁钢Q370q E相比较,Q370q E-HPS钢转变开始温度高。Q370q E-HPS钢两阶段变形后的冷速≤5℃/s时形成均匀细小的铁素体+珠光体组织,可作为控冷阶段的参考冷速。

Nb-Ti微合金化桥梁钢Q370qE-HPS动态再结晶行为

利用Gleeble 1500D型数控动态热-力学物理模拟试验机,对TMCP工艺Q370qE-HPS高性能桥梁钢进行了动态再结晶行为研究。结果表明,在较高的变形温度和较低的应变速率下,动态再结晶易进行。在动态再结晶激活能为348.19 kJ/mol时,建立了试验钢动态再结晶动力学模型。

Nb-Ti微合金化高性能桥梁钢Q370qE-HPS铸坯700～1050℃的热塑性

利用Gleeble1500D热模拟试验机，对开发的Q370qE—HPS高性能桥梁钢（／％：0．09C，0．36Si，1．33Mn，0．013P，0．004S，0．036Nb，0．015Ti，0．022Als，0．33CEV）230mm×1400mm连铸坯进行700—1050℃的热塑性试验研究。结果表明，Q370qE—HPS高性能桥梁钢800～1050oC为高塑性区间，与传统正火工艺桥梁钢Q370qE（／％：0．14C，0．38Si，1．45Mn，0．012P，0．004S，0．028Nb，0．014Ti，0．023Als，0．38CEV）相比较，Q370qE—HPS钢高塑性的温度范围较大；700～800℃为低塑性区问，在此区间沿奥氏体晶界析出的铁素体膜使抗拉强度降低，尤其当晶界处存在Nb—Ti碳氮化物时，应力作用下容易产生裂纹和孔隙，从而使钢的热塑性降低。

TMCP工艺对高性能桥梁钢Q370qE-HPS组织性能的影响研究

为了研究TMCP工艺对Q370q E-HPS高性能桥梁钢组织和性能的影响,达到替代正火工艺的目的,对终轧温度、开冷温度、返红温度及冷却速率等TMCP关键工艺参数与组织、力学性能的关系进行分析。结果表明:采用两阶段控轧控冷工艺生产Q370q E-HPS钢时,随终轧温度升高、开冷温度降低、返红温度升高及冷却速度降低,铁素体晶粒尺寸增大,珠光体含量增加,屈强比降低。通过工艺参数优化,可获得合适尺寸和体积分数的铁素体和珠光体,实现Q370q E-HPS钢良好的强韧性匹配和较低的屈强比。

低碳铌微合金化Q370qE-HPS钢的控轧控冷工艺研究

Q370qE-HPS钢是新一代低碳铌微合金化高性能桥梁用钢,其化学成分(质量分数)为0.08%C、0.25%Si、1.45%Mn、0.012%P、0.002%S、0.030%Nb、0.012%Ti、0.035%Al。为了制定合理的控轧控冷工艺,以获得含有细小铁素体和少量珠光体的显微组织和优良的力学性能,在Gleeble-3500热模拟试验机上对Q370qE-HPS钢进行双道次热压缩和两段控轧控冷试验,得到了该钢在不同工艺参数条件下的真应力-真应变曲线和连续冷却转变曲线,建立了Q370qE-HPS钢的静态再结晶图和形变奥氏体CCT曲线。结果表明:在≥1000℃以≥10 s的道次间隔时间压缩变形,Q370qE-HPS钢的静态再结晶体积分数X_(srx)≥90%,可作为粗轧工艺;在≤925℃以≤20 s的道次间隔时间压缩变形,X_(srx)≤20%,可作为精轧工艺。两段热压缩变形后以约5℃/s速率冷却至580℃,Q370qE-HPS钢的铁素体晶粒细化、珠光体减少,避免了粒状贝氏体的形成,可作为控冷工艺。根据再结晶图和CCT曲线制定的Q370qE-HPS钢的控轧控冷工艺为:粗轧温度≥1050℃、精轧温度≤925℃,轧后以5℃/s速率冷却。以该工艺试生产的Q370qE-HPS钢板的屈服强度≥410 MPa,抗拉强度≥520 MPa,断后伸长率≥23%,屈强比≤0.83,-40℃冲击吸收能量(KV_(2))≥200 J。

Q370qE-HPS钢轧制加热温度优化研究

针对新一代低碳铌微合金化Q370qE-HPS高性能桥梁钢的生产,为了兼顾钢坯加热时Nb的溶解与原始奥氏体晶粒的细化以实现成品钢板良好的综合性能,借助热力学计算、模拟加热、组织观察等方法,研究了加热温度对Nb的溶解-析出行为与含Nb第二相粒子的影响,以及对原始奥氏体晶粒的影响,并据此来优化加热温度制度。结果表明,随着加热温度的升高,Q370qE-HPS钢中Nb的固溶量增加、原始奥氏体晶粒长大;加热温度为1200℃时,Nb的溶解量超过80%、原始奥晶粒尺寸小于100μm,是理想的加热温度。

Q370qE-HPS与正火Q370qE焊接性能探讨

利用手工弧焊机、气体保护焊机、维氏硬度计、冲击试验机、金相显微镜等对不同厚度高性能桥梁钢Q370qE-HPS和普通正火桥梁钢Q370qE的焊接热影响区最高硬度、斜Y坡口焊接裂纹敏感性、不同温度下对接接头冲击功以及焊接接头-40℃冲击功分别进行了对比分析,结果表明,Q370qE-HPS比普通正火Q370qE有较低的淬硬倾向,在焊接裂纹敏感性方面无明显差异,有更好的冲击性能。较低的含碳量以及更加细小均匀的组织是Q370qE-HPS比普通正火Q370qE焊接性能优异的主要原因。

Q370qE焊缝组织及低温冲击韧性研究

Q370qE是目前应用最广、需求最大的桥梁结构钢。本文研究两种不同成分的Q370qE焊接接头,分析焊缝区各区域的组织,研究母材合金元素和焊接工艺对焊缝组织及低温冲击韧性的影响机理。

Q370R氧气球罐磁粉检测技术探讨

在对某钢厂Q370R氧气球罐进行磁粉(MT)检测时,发现上大环环焊缝上多处横向裂纹。这些裂纹的产生是由于扩散氢、焊接前后温控不足、残余应力和使用载荷等多种因素的综合作用。尽管在打磨后焊缝表面仍有残余的无机富锌防腐涂层,但在检测过程中仍会出现较多的伪缺陷显示,因此检测者需谨慎辨别。本文将对Q370R氧气球罐磁粉检测技术进行深入探讨,以期为氧气罐质量检测提供更为有效的技术支持。

超声冲击对Q370qE钢焊接接头性能的影响

采用超声冲击技术对Q370qE桥梁钢对接接头进行了全覆盖超声冲击处理(UIT),并通过XRD、显微硬度计、Olympus金相显微镜等对UIT前后Q370qE焊接接头的残余应力、显微硬度、焊趾应力集中系数等性能的变化进行了测试和分析。结果表明,UIT使左焊趾附近的残余压应力由25.6 MPa增高达240.8MPa,使右焊趾附近17.2 MPa的残余拉应力转变为196.3MPa的残余压应力;使焊接接头300μm深度内次表层的显微硬度由100HV0.5提高到206HV0.5,提高了1倍多;使焊趾区平均过渡半径从1.58 mm增加到2.63 mm,焊缝过渡角由38°减小到27°,这有效改善了接头的几何形状,降低了疲劳应力集中系数。这些性能的变化均有利于提高Q370qE焊接接头的抗疲劳性能。

超声冲击对Q370qE钢焊接接头组织结构的影响

采用超声冲击技术对Q370qE桥梁钢焊接接头进行了全覆盖超声冲击处理(UIT),并通过扫描电镜等对UIT前后焊接接头的显微组织的变化进行了观察和分析。结果表明,原始Q370qE焊接接头微观组织特征为:焊缝区铸态枝晶组织发达,熔合区与热影响过热区均呈较粗大的贝氏体组织,且熔合区存在少量直径约25μm的不规则圆形缩孔等缺陷,热影响正火区为较细的等轴晶铁素体+珠光体组织;经过UIT后,焊接接头在高频和强烈的机械冲击力作用下,原有表面锈层被去除干净,下表层的新鲜金属产生了厚约100～200μm的致密塑性变形层,形成了大致平行于焊缝表面的非常细密的形变织构,并分析讨论了该组织结构的形成机理。

特厚锅炉和压力容器用钢Q370R的研制

介绍了100 mm特厚锅炉及压力容器用钢Q370R的研制过程。采用连铸-轧制-热处理工艺,通过成分设计、轧制及热处理工艺设计,得到细小、均匀的铁素体+珠光体组织,使各项性能指标均达到标准要求,且沿厚度方向钢板不同部位性能较均匀。

Q370R钢制3000m^3液氨球罐建造技术

Q370R钢板具有良好的力学性能和工艺性能,用其作为球壳板材料建造了两台3000m3液氨球罐。通过严格控制球壳板材料和焊接材料质量,为高质量球罐的建造奠定了基础。通过严格控制现场组装、组焊、无损检测、焊后热处理,以及水压试验和气密性试验等按技术条件和有关标准要求实施,获到了高质量的球罐产品,这从产品焊接试板良好的力学性能和工艺性能得到了验证。实践表明,本项目对液氨球罐建造过程的质量控制能确保液氨球罐的产品质量,为以后类似球罐的建造提供借鉴。

氮气储罐用钢Q370R的焊接工艺

氮气储罐的设计材料为低合金高强钢Q370R。通过焊接性分析,Q370R有冷裂纹倾向,没有热裂纹和再热裂纹倾向。Q370R碳当量一般为0.42%左右,有淬硬倾向,应焊前预热。当钢板厚度超过32 mm时,焊接拘束应力增大,应进行焊后消除应力热处理。根据等强度原则选择埋弧焊焊丝H08Mn Mo A和焊条J557R做为焊接材料分别进行的焊接工艺评定的各项力学性能合格,以焊接工艺评定获得的工艺参数焊接的氮气储罐完全达到了设计要求。

321-Q370q复合板焊接性能试验研究

桥梁结构复杂,构件制作时需大量采用焊接,焊接的方法主要是埋弧自动焊,为了验证321-Q370q复合板能否满足桥梁用钢的焊接要求,对复合板埋弧焊接头进行了一系列性能试验。试验结果表明,焊接接头各项性能均能满足相关标准要求。

压力容器钢板Q370R生产试制

通过Nb、V、Ti复合微合金化的成分设计,采用控制轧制与正火生产工艺,八钢成功开发了Q370R压力容器钢板,各项性能指标均满足国家标准要求。

爆炸复合321/Q370qD双金属板对接接头的疲劳性能

采用轴向脉动拉伸疲劳试验，研究了爆炸复合321／Q370qD双金属板对接接头的疲劳性能。通过数理统计计算，获得了50％及97．7％两个置信度下试验材料的S—N曲线方程及据此确定的疲劳强度（2×10^6次），两个置信度下的疲劳强度均高于设计指标。对疲劳试样断口进行了观察，结果显示：疲劳裂纹大都起始于复合板对接接头的基层，个别起始于复层；裂纹稳定扩展区具有明显的疲劳辉纹，瞬断区具有典型的韧窝特征。断裂力学分析表明：疲劳裂纹起始于复合板不同组分的驱动力与复合板对接接头不同组分的循环屈服强度和弹性模量的乘积有关。

桥梁结构用钢板Q370qE生产试制

采用低碳及Nb、V、Ti、Ni复合微合金化的成分设计,通过低温加热及低温控制轧制工艺技术,八钢公司成功开发了耐低温Q370qE桥梁结构钢板,钢板强韧性匹配良好,各项性能指标均满足国家新标准要求。

安钢低成本100J低温冲击功Q370qE的开发

介绍了-40℃纵向V型冲击功不小于100J的Q370qE桥梁结构用钢板在安钢100t转炉2800mm中板生产线的试制过程,通过合理确定低成本运行的成分体系和冶炼、连铸、轧制工艺,确保了Q370qE钢板显微组织、力学性能、工艺性能满足用户要求,实现了低成本Q370qE的批量生产。

耐候桥梁钢Q370qNH、Q420qNH焊接工艺研究

文章采用不同焊接试验参数对耐候桥梁钢Q370qNH、Q420qNH的焊接预热温度、焊接冷裂纹敏感性、焊接热输入进行了研究。对比焊接接头综合力学性能及金相组织,确定了Q370qNH、Q420qNH合理的焊接热输入范围、焊材选配及焊接工艺参数等,使焊接接头性能满足产品的使用要求。