海洋工程用S355NL低温厚钢板焊接试验研究

采用药芯焊丝气体保护焊(FCAW)和埋弧焊(SAW)两种工艺分别焊接了70mm厚的S355NL试板,其中FCAW的焊接位置为横焊和立焊,验证了在不同热输入下的焊接接头性能。按照欧洲规范进行拉伸、弯曲、低温冲击(-50℃)、硬度和裂纹尖端张开位移试验(CTOD,-10℃)。试验充分验证了选用焊接工艺的合理性,保证了厚板S355NL钢的海洋工程焊接质量。

S355NL耐低温热轧H型钢冲击性能异常的原因分析

针对山钢股份莱芜分公司S355NL级HE800B规格热轧H型钢冲击性能不合的问题进行分析,确定钢中存在的大尺寸含氧化钛夹杂物以及钢中的混晶缺陷组织,为恶化冲击性能的主要原因。通过优化工艺,采用硅钙钡、铝锰铁复合脱氧,提高脱氧效果;通过喂入钛线,提高Ti的微合金化效果作用;通过VN、VFe混合加入减少钢中氮含量。以上措施的实施,有效解决了大型夹杂物以及混晶组织缺陷,提高了产品的冲击性能。

莱钢S355NL海上平台用特厚钢板的开发试制

采用Nb、V、Ti复合微合金化,应用控轧+正火工艺,通过合理的化学成分设计、严格控制炼钢、轧钢等各工序的工艺操作,莱钢开发出117 mm和122 mm S355NL海上平台用特厚钢板,产品各项性能指标满足EN 10025-3:2004标准及用户要求,特别具有良好的低温冲击性能及厚度方向性能,目前已进行批量生产。

-50℃低温环境结构用S355NL φ406mm×15mm无缝钢管的开发

V-Nb-Ti微合金化S355NL大口径低温结构用无缝管(/%:0.14~0.15C,0.29~0.30Si.1.35~1.37Mn,≤0.014P,≤0.005S,0.02~0.03Nb,0.06~0.07V,0.010~0.020Ti,Ceq 0.39~0.41)的生产流程为100 t EAF-LF-VD-喂Ca线-φ400 mm圆坯连铸-3辊连轧机组-940℃30 min空冷正火处理。16炉批统计结果表明,通过EAF出钢加硅锰、硅铝铁合金,LF采用CaO-SiO2-Al_1O_3渣系,全程吹氩,VD处理20~25 min,连铸长水口和吹氩等工艺措施,钢管的实物质量和性能稳定,组织均匀,晶粒细小,各项性能达到或超过了标准和用户的技术要求;屈服强度R_(eH)380~435 MPa,抗拉强度R_m522~605 MPa,伸长率A 24%~29%,-50℃冲击功132~237 J。

基于欧洲标准的风电塔筒用S355NL钢焊接工艺评定

为了保证风电塔筒焊接结构件的焊接质量,基于欧洲标准对风电塔筒用S355NL钢进行了焊接工艺评定。焊接采用CO_2气体保护焊+埋弧焊焊接工艺,焊前不进行预热,不进行清根处理;焊后对焊接接头进行了外观检查、无损探伤、金相检验以及拉伸、弯曲、冲击、硬度等力学性能试验,并对试验结果进行了综合评定。评定结果表明,焊接接头各项性能均符合标准规范要求,焊接试验拟定的焊接工艺合理。生产实践证明,依据评定合格的焊接工艺编制的焊接工艺规程指导焊接生产,完全可以满足风电塔筒用S355NL钢批量生产要求。

100t EAF-LF-VD-CCM流程S355NL风电法兰用钢Φ500~800mm连铸坯的研制

通过电弧炉兑60%铁水,大量换渣操作,使用低钛合金控制电弧炉终点[Ti]≤7×10^(-6),LF精炼采用低钛脱氧合金化材料,控制LF终点[Ti]≤30×10^(-6),VD 27 min处理,控制中间包钢水过热度20~30℃全程保护浇铸等工艺措施,成功试生产出S355NL风电法兰用钢Φ500~800 mm连铸坯(/%:0.14~0.15C,0.21~0.23Si,1.30~1.33Mn,0.03~0.04Nb,≤0.003Ti,0.04~0.05V,≤0.010P,≤0.003S,0.02~0.04Alt)。检验结果表明,该钢锻件的综合机械性能良好,-50℃冲击功为87.4~100.3 J,用户产品无损探伤合格率达99.5%。

S355NL钢低温冲击韧度不合格原因分析

针对某批次S355NL钢冲击韧度不合格的现象,从钢板的化学成分、力学性能、显微组织、夹杂物及断口等方面进行了分析,并重点对冶炼、连铸、轧制工序的主要参数进行了探讨。结果表明:晶粒尺寸不均匀、杂质颗粒粗大是导致S355NL钢冲击韧度低的主要原因。通过优化冶炼工艺制度以控制化学成分和夹杂物,优化轧制工艺参数以保证钢板的晶粒度,有效地提高了S355NL钢冲击韧度的合格率。

S355NL钢低温冲击韧性影响因素分析

针对S355NL钢冲击韧性低的现象,从钢板的化学成分、金相组织、断口及夹杂等方面进行了分析,并重点对冶炼、连铸、轧制工序的主要参数进行了探讨。结果表明,晶粒尺寸不均匀、杂质颗粒粗大是导致低冲击韧性的主要原因。改进增加Ti含量至0.025%,优化冶炼工艺制度,控制化学成分和夹杂,优化轧制工艺参数,保证钢板的晶粒度,钢板冲击韧性初验合格率达到了93.3%。

正火温度轧制和正火处理的S355NL钢板的力学性能和显微组织

分别采用正火温度轧制和正火处理工艺试制了根据欧洲标准EN10025-3细晶粒钢设计、含0.12%~0.16%(质量分数)C和Nb、V、Ti等微合金元素的40和60 mm厚S355NL钢板,检测了钢板的力学性能和显微组织。结果表明:在正火温度轧制的60 mm及以下厚度的S355NL钢板,其-40℃冲击吸收能量不低于150 J,-50℃冲击吸收能量不低于27 J,-60℃冲击吸收能量小于27 J,而正火处理的钢板其-40℃冲击吸收能量不低于200 J,-50℃冲击吸收能量不低于150 J,-60℃冲击吸收能量不低于100 J;正火温度轧制和正火处理的钢板显微组织均为铁素体和少量珠光体,前者晶粒度为8.0~10.0级,后者晶粒度为9.5~11.0级,因此具有更好的低温韧性。

风电塔筒法兰用S355NL钢的低温冲击韧性

试验和分析了风电塔筒法兰S355NL钢(/%:0.14C,0.22Si,1.35Mn,0.010P,0.002S,0.06Cr,0.01Mo,0.10Ni,0.03Cu,0.40Ceq)-20^-80℃切向和轴向冲击韧性。结果表明,S355NL钢V-型冲击功随试验温度降低而下降,切向试样的韧脆转变温度低于-80℃(-80℃平均冲击功76.89 J),轴向试样的韧脆转变温度在-65℃左右(-60℃平均冲击功96.10 J,-70℃13.28 J),冲击断口形貌由韧性剪切断口转变为准解理断口,直至具有"扇形"解理花样的完全解理断口。

油气结构用S355NL钢焊接裂纹敏感性研究

采用可控热拘束(CTS)试验和测定焊接热影响区最高硬度的方法,研究了用于油气结构件的S355NL钢的焊接裂纹敏感性。试验结果表明,在不预热条件下,在可控热拘束试验时,S355NL钢焊接接头的裂纹率为0,热影响区最高硬度为318 HV10。S355NL钢的焊接裂纹敏感性较低,其焊接热影响区淬硬倾向小。

S355NL钢矩形铸坯角部横裂纹的分析与控制

针对S355NL钢连铸过程中铸坯角部产生的严重横裂纹缺陷,通过光学显微镜、扫描电镜等对铸坯角部横裂纹形貌特征、微观组织及析出进行分析,结果表明:微合金元素的碳氮化物、夹杂物在低温下沿奥氏体晶界析出,脆化了晶界,降低了强度,在受到应力作用时,造成应力集中,是角部横裂纹产生的主要原因。采取提高铸坯表面温度及其均匀性、降低钢中氮含量、减少夹杂物含量等措施,解决了铸坯角部横裂纹缺陷问题。

稀土Ce含量对S355NL低合金钢夹杂物及铸态组织与硬度的影响

在S355NL低合金钢中添加高纯稀土Ce元素,研究不同Ce含量对高洁净度S355NL低合金钢夹杂物及铸态组织和硬度的影响。利用扫描电镜、光学显微镜和维氏硬度计对其夹杂物的类型、尺寸和形状,以及铸态组织和硬度进行测试分析。结果表明:稀土Ce添加量为0.0011%~0.0049%时,使S355NL低合金钢中形状不规则的大尺寸Al_2O_3和MnS夹杂物改性为细小球状的稀土夹杂物;当添加量为0.0011%~0.0049%,稀土Ce首先与O、S元素反应形成细小的球状稀土氧硫化物;随着稀土Ce含量的增加,过量稀土Ce将与As、P元素反应形成大尺寸的不规则稀土夹杂物。此外,稀土Ce的添加可细化S355NL低合金钢的铸态枝晶,并提升S355NL低合金钢的硬度。综合考虑夹杂物改性及硬度优化,S355NL低合金钢的最佳稀土Ce添加量为0.0011%~0.0049%。

锻轧钢棒用连铸圆坯品种开发

主要研究100t电炉→LF炉精炼+VD真空脱气处理→连铸→入坑缓冷→精整工艺流程生产锻轧钢棒用连铸圆坯的各项工艺控制点。通过工艺优化,开发生产的S355NL/S355J2G3低合金钢、CrMo钢、C45R/S45CrS优碳钢系列锻轧钢棒用连铸圆坯,圆坯内外部质量优良,锻轧而成的钢棒洁净度高、热处理性能稳定,探伤合格率达到99.6%以上,产品质量满足国际市场要求。