高温(火灾)后Q355qNH桥梁耐候钢的力学性能试验研究

为了研究高温(火灾)后桥梁耐候钢的力学性能,开展了Q355qNH耐候钢在300~1 000℃高温受火后自然冷却、浸水冷却两种条件下的单调拉伸试验,研究了高温冷却后拉伸断口的微观特征,分析了受火温度和冷却方式对Q355qNH耐候钢应力-应变曲线和力学性能参数的影响规律,并将试验结果与建筑用钢高温冷却后的力学性能进行对比分析。结果表明:受火温度及冷却方式对Q355qNH耐候钢弹性模量的影响不显著;在800℃及以上受火后浸水冷却的试件应力-应变曲线无塑性平台,其他工况均存在明显的塑性平台;受火温度超过700℃时,冷却方式对Q355qNH耐候钢强度指标的影响逐渐显现;自然冷却后耐候钢的屈服强度和极限强度均减小,断后伸长率有所增大;浸水冷却条件下,随着受火温度升高,极限强度增大,而断后伸长率减小,屈服强度的变化规律波动较大。从强度指标对比来看,与建筑用钢相比,Q355qNH耐候钢整体表现出较好的抗火性能。

桥梁用耐候结构钢Q355NH的研制

以低C-Mn为基,辅以Cu、Cr、Ni等元素微合金化,配合合理的控轧控冷工艺生产,开发了桥梁用耐候结构钢Q355NH。对试制钢板进行了各项力学性能、焊接性能及耐大气腐蚀性能检验。结果表明:Q355NH钢强度高,韧塑性优异,焊接接头性能优良,具有较好的耐大气腐蚀性能,满足桥梁用耐候结构钢的需求。

低成本厚规格耐候钢Q355NHD的生产实践

介绍了厚规格耐候钢Q355NHD的生产工艺,成分体系上采用提碳去铌代替常规的低碳加铌成分体系,生产工艺上采用了合适的冶炼和轧制工艺,生产的产品性能优异。试验结果表明:Q355NHD组织为典型的F+P,晶粒度在9级左右;屈服强度在370 MPa以上,抗拉强度在540 MPa以上,伸长在26%以上;-20℃冲击功在170 J以上,整体工艺力学性能良好,完全满足产品技术要求。通过成本核算,低成本成分体系相对传统低碳加铌成分体系耐候钢成本降低约40元/t,说明该产品具有较低的成本优势。

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。

耐候结构用热轧钢带Q355NHC研制与开发

选用Cu、Cr、Ni微合金化成分体系,采用热连轧控轧控冷工艺,精轧终轧温度845~875℃,卷取温度585~615℃生产的8 mm耐候结构钢Q355NHC(/%:0.068C,0.18Si,1.17Mn,0.010P,0.006S,0.35Cu,0.21Ni,0.49Cr)带材力学性能为:屈服强度463.6 MPa,抗拉强度552.3 MPa,延伸率28.7%,-20℃V-型缺口冲击功251~256 J,各项质量指标均满足标准要求。

高强度耐候钢Q355对接接头多次焊修力学行为研究

通过焊接工艺评定试验以及疲劳试验,分析高强度耐候钢Q355GNHD正常对接接头和3次焊修接头的显微组织、常规力学性能以及疲劳结果差异。结果表明:3次焊修接头熔合良好,显微组织未见马氏体;3次焊修焊接接头和正常焊接接头的拉伸、弯曲及硬度等常规力学性能未见明显差异;3次焊修接头过热区组织粗大,冲击功有所降低,但均满足标准规定的焊接接头技术条件;两种焊接接头的疲劳性能相近,符合设计要求。

高耐候钢Q355GNH的生产试制

文章介绍了八钢公司Q355GNH耐侯钢的研制情况。采用合理的成分设计,使用转炉冶炼加LF精炼以保证钢的纯净度。采用微合金元素强化及控制轧制控制冷却工艺提高钢的强度还保证良好的塑性和韧性。最终使钢的质量和性能全面达到国家标准规定要求。

40mm厚板Q355NHB耐候钢埋弧焊接技术

本文对40mm厚板Q355NHB耐候钢埋弧焊接技术工艺做了分析介绍,已成功地应用于某铁路项目产品的生产中,对于今后类似工程的制作具有一定的参考作用。

Q345qNH耐候桥梁钢动态CCT曲线构建及其相变研究

利用Gleeble-1500热模拟实验机采用热压缩的方法,对Q345qNH试样的感应加热段压缩60%的变形量,然后以0.1℃/s、0.5℃/s、1℃/s等10个不同速度冷却至室温,并测定其相变温度和时间情况,检测了变形段易变形位置的金相组织和硬度,构建了Q345qNH钢的动态CCT曲线。试验结果表明,0.1~1℃/s冷速获得均匀铁素体+珠光体组织;1℃/s~5℃/s冷速组织中珠光体量逐渐减少,粒状贝氏体含量增多;随着冷速进一步增大至50℃/s,几乎全变为粒状贝氏体组织;100℃/s冷速下,组织中出现板条贝氏体,或极少数出现马氏体。硬度和微观组织的关系曲线可以分为3个阶段:铁素体细晶强化阶段、粒状贝氏体增量强化阶段和贝氏体板条形态强化阶段。根据动态CCT曲线和具体的组织状态,通过控制钢材的轧后冷却制度,获得预期的组织,为Q345qNH/Q370qNH钢生产工艺提供理论支撑和技术参考。

浅析桥梁用耐候结构钢Q355NH研制

以低C-Mn为基础,辅以Cu、Cr、Ni等微合金元素,研制了一种桥梁用耐候结构钢Q355NH。测试了试验钢板的力学性能、焊接性能和耐大气腐蚀性能。结果表明,Q355NH钢具有高强度、优良的韧塑性、优良的焊接接头性能和良好的耐大气腐蚀性能,能够满足桥梁耐候结构钢的要求。

耐低温冲击耐候钢Q355NHE的设计与耐蚀性研究

基于市场要求唐钢以Cu、Ni、Cr为成分基础设计了一种耐低温冲击的耐候钢Q355NHE。-40℃冲击试验结果显示5 mm厚试样冲击功达到80 J以上。在东北大学进行周期浸润实验后显示,Q355NHE对比Q 235B钢种72 h侵蚀后,相对腐蚀失重率为55.93%,对比Q 345B钢种144 h侵蚀后,相对腐蚀失重率为47.86%。

Q355NH桥梁支架用钢的加速腐蚀与电化学研究

采用周期浸润加速试验模拟海洋大气环境,对某企业使用的Q355NH用钢进行了加速腐蚀实验;通过OM、SEM、XRD以及电化学工作站等试验方法对试验钢的锈层形貌、成分和电化学性能进行了表征和分析。结果表明:试验钢初期腐蚀速率主要受锈层厚度的影响,表现为加速-稳定-再加速-再稳定的变化规律;锈层成分主要为Fe3O4和Fe2O3。总体来看,该企业使用的Q355NH用钢的锈层在模拟的实验环境下对基体没有明显的保护作用。

稀土对Q420qNH焊缝低温韧性及耐腐蚀性能研究

文章对比分析了稀土元素对耐候桥梁钢Q420qNH焊接接头力学性能、金相组织、耐腐蚀性能的影响。使用专用耐候焊丝对耐候桥梁钢Q420qNH和Q420qNHRE进行相同的焊接工艺下的接头性能对比试验,结合接头常规力学性能、金相组织、盐雾腐蚀试验的结果,表明稀土元素可有效的提高耐候桥梁钢Q420qNH焊接接头的韧性、低温冲击性能和耐腐蚀性能。

耐候桥梁钢在模拟酸性大气环境中的腐蚀行为

通过干湿交替循环腐蚀实验,研究了河北某钢厂生产的耐候桥梁钢Q420qNH和传统低碳合金钢Q345B在模拟酸性大气环境中的腐蚀行为,并分析其腐蚀行为过程中的腐蚀增重、腐蚀锈层形貌、锈层成分变化及电化学腐蚀等参数。结果表明:添加少量合金元素Cu、Cr、Ni、Mo能明显增强桥梁钢Q420qNH钢的耐蚀性,同时随着腐蚀周期的增加逐渐形成锈层,锈层对钢的腐蚀过程有一定的抑制作用。带锈试样的电化学极化曲线分析结果表明,Q420qNH钢耐酸性大气腐蚀的能力优于普通钢Q345B。

转向架用耐候钢焊接接头性能的对比分析

文章结合国产、进口耐候钢及国产、进口焊丝制备的焊接接头,对比分析其基础力学性能,对国产及进口耐候钢的焊接性能进行研究。结果表明,进口耐候钢的综合性能优于国产耐候钢,进口耐候钢配国产焊丝的接头性能最优,母材对焊接接头综合性能的影响远大于焊丝。耐候钢选择焊材应考虑等成份原则,国产耐候钢在材料成分方面应多关注Cr、Mn等合金元素含量的调整。

高强韧耐候桥梁钢Q690qNH的防断选材及验收方法

针对TMCP+T和QT 2种工艺生产的40 mm厚Q690qNH耐候桥梁钢板,分别采用GB/T 228.1—2010和GB/T 229—2020标准进行了纵向表面、1/4、心部和横向表面的室温拉伸试验和-120~+20℃系列温度夏比V型冲击试验;采用GB/T 5482—2007和GB/T 6803—2008标准进行了纵向表面、心部和横向表面的-120~+20℃系列温度动态撕裂试验和P2型的无塑性转变温度落锤试验;采用GB/T 21143—2014和Q/725-1182—2005标准进行了纵向的裂纹尖端张开位移(CTOD)试验和全厚度深缺口宽板拉伸试验,并对各试验结果及其相关关系进行了分析,同时采用光学显微镜观察了2种工艺钢板不同厚度处的金相组织以及采用SEM扫描电镜观察了CTOD试样断口形貌,结合BS 7910的失效评定FAD图,以及典型桥梁焊接构件断裂驱动力的估算,对高强韧耐候桥梁钢Q690qNH的防断选材及验收方法进行了讨论。结果表明,QT工艺钢板的横纵向和厚度方向的强度更加均匀,其塑性、冲击、动态撕裂、CTOD以及断裂韧度K;等性能较好,可作为D级钢用于关键构件的使用,但作为E级钢,即使用于一般构件也存在风险,而TMCP+T工艺钢板断裂韧性较差,即使作为D级钢也是不符合防断选材要求的;对Q690qNH试验钢,采用1/4厚度处纵向冲击试验的脆性快速增加开始温度作为其防断判据及验收具有良好的可靠性和适用性,作为关键构件使用时,1/4厚度处纵向冲击断口纤维断面率应高于97.5%且冲击吸收功不低于125 J。

建筑结构用耐火耐候钢Q355FRNH耐蚀性能研究

针对钢结构是我国建筑结构的发展趋势,但对其耐火耐蚀性能要求较高的问题,通过添加Cu、Cr、Ni及其他微合金元素,采取控轧控冷工艺,酒泉钢铁集团有限责任公司开发出满足我国西北地区承受温差大、抗冬季除冰盐氯离子腐蚀且具有耐火性能的建筑结构用耐火耐候钢Q355FRNH。通过120 h和240 h干湿交替循环腐蚀试验,发现Q355FRNH钢板腐蚀点坑的大小和深度均远远小于Q355B钢板,失重率是Q355B钢板的60%;通过SEM、EDS、XRD检测分析,发现Q355FRNH钢板表面氧化层致密,其所含提高耐腐蚀性能的关键物相FeOOH较Q355B钢板高出5.5倍,腐蚀240 h后其表面仍然有一定量的FeOOH和Fe_(3)O_(4)。

高强韧耐候桥梁钢Q690qNH的不预热焊接试验

通过优化成分设计,采用低Si减少焊接热影响区(HAZ)粗晶区的M/A组元以提高韧性,合理匹配Ni、Mn、Cu元素的含量,促使HAZ软化区生成M/A组元以抑制软化,开发了优化高强韧耐候桥梁钢Q690qNH的HAZ组织的技术;同时采用调质工艺,开发出的Q690qNH耐候桥梁钢板组织均匀,具有良好的强韧性和低屈强比匹配。并对开发钢种进行了不预热焊接的斜Y型坡口焊接裂纹试验、焊接热影响区最高硬度试验和焊接工艺评定试验。结果表明,开发的32 mm厚度的高强韧耐候桥梁钢Q690qNH能够实现不预热焊接:斜Y试样检查面均未出现裂纹;焊接热影响区最高硬度为HV345,小于HV350的要求,且相对于母材的硬度,热影响区的硬化倾向较小,未有明显的软化区;使用15 kJ/cm热输入量的药芯焊丝电弧焊和30 kJ/cm热输入量的埋弧焊,焊接接头的拉伸强度与母材相当,-20℃冲击功均在100J以上,6a弯心直径下180°冷弯不开裂,能够满足桥梁建造对焊接性能的要求。开发钢已在白沙长江特大桥中少量使用。

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。

Q355NH钢的CCT曲线及早期耐蚀性能

通过膨胀曲线并结合金相硬度法,测量了Q355NH低碳耐候钢840℃奥氏体化后在不同冷速下的相变点,并绘制其CCT曲线,对试验钢不同冷却方式下的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能进行研究。结果表明,Q355NH钢在0.1~10℃/s冷速范围内均可获得铁素体+珠光体组织。随着冷速的增大,屈服强度从炉冷的360 MPa提高到风冷的420 MPa。炉冷时组织中存在沿晶界析出的碳化物,风冷时珠光体数量和密度最高。炉冷和风冷条件下试样具有较低的腐蚀电位,盐雾腐蚀试验早期的质量损失较大。