轧制温度对Q420钢组织和性能影响的研究

采用Gleeble-3500热模拟实验机、金相法和室温力学性能测试等,研究了轧制温度对建筑结构用Q420钢组织和力学性能的影响。结果表明,随着轧制温度的降低,铁素体和珠光体显微组织晶粒尺寸减小,铁素体体积分数下降而珠光体体积分数增加。此外,对不同轧制温度试样进行碳复型TEM分析可知,随着轧制温度降低,试样中出现了更多更细小的析出物。最后对不同轧制温度试样进行力学性能分析,表明由于组织细化和更多细小碳化物的析出,轧制温度较低的试样具有更高的屈服强度和抗拉强度。

Q420钢中非金属夹杂物的分析

分别在模铸生产的Q420钢锭的冒口和本体顶部、中部、底部取样,以分析钢锭中非金属夹杂物的成分和分布。结果表明,钢锭中夹杂物指数在2.09~4.98个/mm2之间波动,本体中部的显微夹杂物含量小于其他位置。钢锭中的大型夹杂物总量介于5.7~22.5 mg/10 kg之间,其成分主要是SiO2和Al2O3,并含有少量的Na2O和K2O,主要来源于浇注用保护渣,钢锭本体底部的大型夹杂物远高于钢锭其他位置。

热输入对高钼Q420钢焊接接头组织和性能的影响

通过拉伸实验、硬度试验、冲击试验和组织观察研究热输入对高钼Q420钢CO2气体保护焊焊接接头组织与性能的影响,借助Image Pro-Plus 6.0软件测量了焊缝中先共析铁素体、侧板条铁素体和针状铁素体的体积分数比例。结果表明：随着焊接热输入的增加,先共析铁素体和侧板条铁素体组织的含量均逐渐减少,针状铁素体逐渐增加;当焊接热输入为11.68 k J·cm^-1时,针状铁素体体积分数达到最大值81.31%。随着针状铁素体体积分数的增加,焊缝金属的低温冲击韧性增加。

不同焊接工艺对Q420钢疲劳性能的研究

文中主要研究海洋平台用钢Q420在焊条电弧焊(SMAW)、焊条电弧焊打底+药芯焊丝电弧焊(FCAW)填充盖面、焊条电弧焊打底+埋弧焊(SAW)填充盖面下的3种焊接工艺的接头疲劳性能。对Q420钢焊接接头的疲劳性能开展了试验和研究,并探讨不同焊接工艺对其疲劳寿命与性能和疲劳裂纹萌生与扩展的影响。通过S-N曲线和微观组织分析,结果表明,采用SMAW打底+SAW填充盖面生产出的1102型焊接接头的疲劳性能要远远优于其他2种接头。

热浸镀锌对输电铁塔用Q420钢疲劳性能影响的研究

以输电铁塔用Q420钢为研究对象,在高频疲劳试验机下进行高频拉-压试验,通过S-N曲线分析了热镀锌对Q420钢疲劳性能的影响。结果表明,未镀锌Q420钢试样疲劳强度约为108.7 MPa,经热浸镀纯锌后的疲劳强度下降明显,热浸镀锌合金后疲劳强度下降较小;热浸镀后热处理工艺对疲劳性能有较大影响,水冷有助于提高疲劳强度;疲劳断裂的断口处多为试样截面突变处,基体为韧性断裂,镀锌层为脆性断裂。

电网铁塔用Q420钢焊接工艺研究

介绍Q420钢的化学成分、力学性能,针对Q420钢的特点制定焊接工艺,通过对焊接接头进行工艺试验,结果表明各项指标均符合设计和规范化要求,该工艺可为电网铁塔用Q420钢焊接提借鉴。

腐蚀损伤对Q420钢力学性能影响研究

大气腐蚀会使得钢结构力学性能退化,严重降低结构使用寿命。因此,本文拟对不同程度的腐蚀对Q420钢力学性能的影响展开研究。首先,采用干湿交替失重法对Q420试件进行腐蚀处理,并分别在质量损失达到10%、20%、30%和40%时对试件进行拉伸试验。试验结果表明,钢材的力学性能的退化与腐蚀程度呈线性负相关关系。最后,本文建立了腐蚀程度对钢材力学性能预测模型,并发现该模型与实验数据吻合良好,可以为工程应用作为参考。

Q420钢弯曲开裂、折断原因分析及试验研究

Q420钢制摩托车车架在弯管过程中出现批量开裂及折断现象,为了改善该批材料的冷变形成型性能,进行了相应的工艺性试验,结果表明,开裂的管子原材料为冷拉状态,强度高、塑性较低,从而在弯曲变形时发生开裂及折断。将此批材料在595~600℃下退火1~2 h,基本能达到图纸规定的力学性能要求,从而消除了弯管时的开裂及折断现象。

Q420qENH钢及其焊接接头在模拟含PM_(2.5)的工业大气介质中干湿循环腐蚀行为研究

目的 研究桥梁耐候钢板材及其焊接接头在模拟含PM_(2.5)的西北工业大气环境中腐蚀行为的区别。方法 采用NaHSO_(3)+SiO_(2)的腐蚀介质进行干湿交替加速腐蚀实验,并采用腐蚀动力学、X射线衍射、扫描电镜+能谱、电化学测试等方法,分析了Q420qENH钢板材、焊缝及热影响区试样的腐蚀趋势、腐蚀类型及锈层的保护性,以及SiO_(2)对腐蚀的影响。结果 Q420qENH板材试样初期腐蚀速率大于焊接试样,中后期2种试样腐蚀速率逐渐下降并趋于一致。3种试样腐蚀类型均为不均匀的全面腐蚀,外锈层均疏松易脱落,但焊缝、热影响区内锈层比板材致密且与钢基体结合紧密,锈层中Cu、Ni元素含量明显高于板材试样。3种试样腐蚀30d的自腐蚀电流密度由大到小的顺序为板材>焊缝>热影响区,自腐蚀电位由大到小的顺序为热影响区>焊缝>板材,焊缝及热影响区试样的锈层电阻分别为板材试样的1.28倍、1.68倍。结论 PM_(2.5)中的主要成分SiO_(2)易在缺陷处沉积,成为腐蚀产物的形核基底,促进了腐蚀产物的非均匀形核,不利于锈层的致密性。热影响区和焊缝形成锈层的保护性、耐蚀性能优于板材试样。

Q420qD钢部分熔透角接接头焊接工艺与性能研究

采用CO_(2)气体保护焊对16 mm厚Q420qD钢进行部分熔透角接焊,对平焊、立焊和仰焊的焊接工艺进行优化设计,并分析了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:在13.25~19.77 kJ/cm的焊接热输入条件下,接头焊缝和热影响区组织稳定。焊缝显微组织主要为先共析铁素体和针状铁素体,粗晶区为贝氏体、针状铁素体和珠光体的混合组织,细晶区铁素体和珠光体组织均匀分布。不同位置焊接接头的硬度变化规律为:热影响区>焊缝>母材。焊接接头的屈服强度(558~669 MPa)明显高于母材(464 MPa),拉伸断裂位置均发生在热影响区;焊缝和热影响区在-20℃的冲击功≥69 J,表现出良好的冲击韧性。

Q420C钢在建筑钢结构箱形梁柱焊接质量控制中的应用

文中主要介绍低合金高强度结构钢Q420C厚度25 mm钢在多种节点形式中的应用,及对采用相应的焊接方法组合所得焊接接头进行性能检测,其力学性能满足标准规定和设计要求,为类似生产提供借鉴。

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。

Q420GJC钢厚板力学性能异常原因

在某批次热机械轧制Q420GJC钢厚板验收时,发现其力学性能不合格,且几次力学性能测试结果的差异较大。采用化学成分分析、拉伸试验、硬度测试、金相检验等方法对该钢板力学性能不合格的原因进行分析。结果表明:在厚度方向上,该钢板的显微组织分布不均匀,且屈服强度、抗拉强度以及硬度均存在较大差异。建议采用全厚度矩形拉伸试样进行试验,以避免对钢板产品性能的判定出现争议。

特高压输电铁塔用Q420低合金高强钢焊接性能研究

以特高压输电铁塔用Q420低合金高强钢为研究对象,采用理论分析与试验的方法对其焊接性能进行了评价。结果表明,试验钢存在淬硬倾向,有一定的冷裂纹敏感性。焊接时需进行预热,理论计算的预热温度为77℃。实际焊接试验预热50℃时,焊接接头未发现裂纹,焊接接头抗拉强度为566 MPa,D=42 mm,180°弯曲合格。焊缝和热影响区冲击韧性优良,热影响区由于粗化冲击性能略低于焊缝,同时有轻微的硬化现象。焊接焊接接头焊缝区为先共析铁素体+针状铁素体组织,过热区为粗大贝氏体,正火区为细小的铁素体+珠光体组织。

热处理对Q420冷轧建筑钢性能的影响研究

采用不同工艺参数对Q420冷轧建筑钢进行了热处理,并测试与分析了Q420钢的耐腐蚀性能和拉伸性能。结果表明:随热处理温度从750℃上升至850℃,或热处理时间从0.5 h增加至2.5 h,试样的质量损失率先减小后增大,抗拉强度先增大后减小,试样的耐腐蚀性能和拉伸性能均先提高后下降。为提高Q420建筑钢结构件的耐腐蚀性能和拉伸性能,最佳热处理温度和时间分别为825℃、1.5 h。

Q420C钢180mm×180mm连铸坯轧制角钢角部裂纹分析和工艺改进

电力铁塔用18 mm厚160角钢Q420C(/%:≤0.20C,1.00~1.70Mn,≤0.55Si,≤0.035S,≤0.035P,0.02~0.20V,≥0.015Als)的冶金流程为80 t BOF-LF-CC-车制工艺。利用光学显微镜、SEM以及能谱分析仪对热轧角钢角部裂纹进行了分析,结果表明,裂纹周围存在脱碳层及铁素体膜,裂纹处发现S富集及在晶界析出的AlN破坏了钢基体的连续性;得出连铸振痕谷底的夹渣、成分偏析,热应力和弯曲矫直应力导致了角钢沿晶界开裂。通过降低[N]至0.008 0%,控制Als 0.017%~0.022%,Mn/S≥80,钢水过热度≥25℃,保护渣牯度0.73 Pa·s,矫直温度≥950℃等工艺措施,使连铸坯的优质品率由原25.78%提高至85%,有效地降低了角钢角部裂纹的发生。

终轧温度对Q420qD建筑结构钢组织和力学性能的影响

通过Gleeble-3500试验机、显微组织观察、室温拉伸性能测试研究了不同终轧温度(820~880℃)对Q420qD钢组织和力学性能的影响。结果表明:在820~880℃时,随着终轧温度的降低,Q420qD钢组织逐渐细化,M-A岛平均尺寸减小,面积百分数降低,钢的抗拉强度、屈服强度和屈强比均逐步升高。终轧温度860~880℃时,Q420qD钢的强度和屈强比满足GB/T 19879-2015对Q420级建筑钢的性能要求。

松花江斜拉大桥Q420E钢对接接头埋弧焊焊接工艺

对松花江斜拉大桥钢梁用Q42 0E厚板对接接头的埋弧焊焊接工艺进行了研究。通过对不同焊接工艺条件下焊接接头的组织性能分析 ,发现Q42 0E钢板焊接接头低温冲击韧性对焊接热输入量较敏感。在较大焊接热输入条件下焊接 ,焊缝金属产生粗大先共析铁素体、过热区产生粗大粒状贝氏体 ,焊接接头低温冲击韧性因此降低。为使焊接接头各部位 -4 0℃夏比冲击韧性满足桥梁设计要求 。

Q420q桥梁钢动态断裂韧性的研究

针对桥梁钢板Q420q的实际服役情况设计试验,对比研究了Q420q桥梁钢不同试验温度条件下夏比冲击试样和带预制裂纹的夏比冲击试样的仪器化冲击试验结果的变化,得出两种不同试样的韧脆变化规律,提出该钢种的理论及安全服役温度。

腐蚀环境中Q420qD钢十字接头的疲劳性能试验与数值研究

钢结构疲劳破坏是交变荷载长期作用下的结果,严重影响结构安全,尤其是腐蚀介质的存在,理论上就更加难以准确估计其破坏时间。采用试验和数值模拟方法,研究了腐蚀环境中Q420qD钢十字接头的疲劳性能。同时,基于S-N曲线法预测了十字接头的疲劳强度,并与相关规范进行对比分析。结果表明:角焊缝焊趾边缘位置含8个腐蚀坑的数值仿真结果与疲劳试验结果吻合度较高,其结果拟合S-N曲线可以作为处于腐蚀环境中10 a的十字接头疲劳寿命预估曲线;GJB 119规范设计曲线能够较好地预估疲劳寿命高于10万次循环的十字接头疲劳寿命,且安全储备较高。