V-N微合金化Q420B大规格角钢连铸坯高温热塑性的研究

通过Gleeble-3500热模拟试验机研究了不同应变速率下V-N微合金化Q420B钢连铸坯的高温热塑性,利用扫描电镜观察高塑性区和第Ⅲ脆性温度区拉伸试样的断口形貌及断口处组织形貌,分析了试验钢在高温下的强度和塑性随温度变化的关系,动态再结晶、相变和析出物对高温热塑性的影响。结果表明在应变速率为ε=5×10^-3/s时,存在第Ⅲ脆性区（700～900℃）,在1000℃时断面收缩率（RA）达到最大值92.16%;当应变速率为ε=5×10^-2/s时,存在第Ⅲ脆性区（600～862℃）,在1100℃时RA达到最大值90.39%;当应变速率为ε=5×10^-1/s时,不存在塑性凹槽;3个应变速率下均没有出现第Ⅱ脆性区;在第Ⅲ脆性区,随着应变速率的增大,断面收缩率提高;在1000～1200℃出现高塑性的主要原因是发生了动态再结晶;第Ⅲ脆性区塑性低主要是由于晶界处有析出物和夹杂物,同时也是由于沿奥氏体晶界析出的铁素体抗拉强度低。

热轧工艺对V-N微合金化Q420B大规格角钢组织转变的影响

利用热模拟试验机、扫描电镜研究了热轧工艺参数对V-N微合金化Q420B大规格角钢组织转变的影响规律。结果表明,加热温度由1150℃升高到1300℃时,铁素体平均晶粒尺寸由8.95μm长大到11.64μm,铁素体晶粒粗化了30.1%。开轧温度由950℃升高到1150℃时,铁素体平均晶粒尺寸由5.90μm长大到7.72μm,铁素体晶粒粗化了30.8%。终轧温度由760℃升高到910℃时,铁素体平均晶粒尺寸由5.15μm长大到7.72μm,铁素体晶粒粗化了49.9%。精轧累积压下率由20%升高到50%时,铁素体平均晶粒尺寸由7.91μm细化到4.94μm,铁素体晶粒细化了37.6%。

铁塔用Q420B大规格角钢的组织与性能研究

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验和冲击试验等方法研究了铁塔用Q420B大规格角钢的组织和性能。结果表明,Q420B角钢组织为铁素体＋珠光体,晶粒尺寸细小、均匀。3种不同肢厚25#Q420B角钢的屈服强度为471~496 MPa,抗拉强度为617~627 MPa,伸长率为23%~29%,冲击韧性均达到国家标准规定的D级。

V-Nb微合金化Q420B大规格角钢的连续冷却转变规律

利用热膨胀仪和Gleeble-3500热模拟试验机测试了V-Nb微合金化Q420B大规格角钢在未变形(静态)和变形(动态)条件下连续冷却转变行为,利用光学显微镜观察了试验钢连续冷却后的组织形貌,并绘制了试验钢的静态和动态CCT曲线。结果表明,试验钢动态CCT曲线相比静态CCT曲线向左上方移动,说明变形加快了试验钢相变速度并提高了试验钢的相变开始和相变结束温度。此外,变形扩大了试验钢珠光体相变区域的同时减小了贝氏体相变区域。静态和动态连续冷却转变过程中,随着冷却速度的提高,试验钢的组织从铁素体和珠光体逐步向着贝氏体和在更快冷速条件下形成的马氏体发生转变,试验钢硬度值逐渐升高。试验钢在奥氏体未再结晶区变形后得到的组织比未变形时得到的组织均匀细小。冷却速度提高可以获得更低的相变温度Ar_(3)和更细小的铁素体晶粒,与此同时贝氏体组织更加细小。

V-Nb微合金化Q420B大规格角钢高温流变应力研究

为获得大规格角钢高温变形时的流变应力,在Gleeble-3500热模拟实验机上,对V-Nb微合金化Q420B大规格角钢进行了高温单轴压缩实验,变形温度为750~1100℃,应变速率为0.1~30 s^(-1)。结果表明,一定实验条件下,当变形温度升高时,实验钢的高温流变应力会随之呈指数函数关系增大;当应变速率的增大时,实验钢的高温流变应力会随之呈幂函数关系增大;随着应变量的增加,实验钢的高温流变应力先增大而后逐渐达到稳定。根据高温流变应力与变形温度、应变速率以及应变的关系,构建了V-Nb微合金化实验钢的高温流变应力本构方程,计算值与实测值具有较好的拟合精度,证明了其可用于实际生产中轧制力的计算。

Q420B角钢冲击性能异常分析与改进

利用扫描电子显微镜、光学显微镜等对产线中20℃冲击性能偏低的Q420B角钢进行显微组织、夹杂物和冲击断口分析研究。试验结果显示:产品晶粒尺寸粗大,晶粒级别小于8.0级,是造成冲击韧性低的主要原因。另一方面,成分中S、P含量超标,进而造成硫化物类夹杂物严重,级别为粗系3.0级,弥散分布在基体中。同时,在冲击断口解理区发现硫化物,这也是造成冲击偏低的因素。经过优化炼钢工艺,控制S、P含量≤0.020%,夹杂物由3.0级降低至1.0级,严格控制产品在炉加热温度和保温时间,控制轧制温度,晶粒得到细化,晶粒度由8.0级提高到8.5级,20℃冲击韧性由平均40 J提高至100 J以上。

Q420B铁塔角钢裂纹的成因分析和工艺优化

Q420B铁塔角钢（/%：0.12～0.17C,0.15～0.35Si,1.25～1.60Mn,≤0.035P,≤0.035S,0.06～0.09V）的生产流程为60 t转炉-LF-220 mm×290 mnm坯连铸-型钢轧制。铁塔角钢成品酸洗后发现部分批次出现裂纹和表面夹杂,分析表明,裂纹深度达1 mm,有夹杂物和氧化、脱碳现象。通过保护渣碱度从0.97降至0.79,粘度由0.236 Pa·s提高至0.450 Pa·s,连铸坯矫直温度从900℃提高至1 000℃,二冷比水量从0.9 L/kg降至0.7L/kg等工艺措施,铸坯的合格率由93%提高到97%,并有效地避免了角钢裂纹的形成。

Q420B热轧角钢表面凹坑结疤缺陷成因与预防

针对∠200mm×24mm的Q420B热轧角钢酸洗后发现上表面有凹坑及结疤缺陷,采用化学成分分析、夹杂物分析、金相组织检验及电镜分析手段,对Q420B热轧角钢表面凹坑及结疤的产生原因进行了分析。分析结果表明:Q420B热轧角钢表面凹坑是由结晶器保护渣卷入钢液造成的表层卷渣,在轧制过程中,卷入的保护渣与基体变形不一致,逐渐在基体中形成分层,轧制后期保护渣层逐渐露出带材表面,脱落后形成凹坑缺陷;结疤缺陷是由于钢坏出炉温度过高导致一次氧化皮难以剥离,因除鳞不彻底,会残留一定数量的FeO,氧化铁皮材质硬而脆,塑性较差,无法与基体同步延伸,故经轧制后,铁皮呈颗块状结疤。提出了防止类似缺陷产生的措施,降低加热温度缩短保温时间,选用合适保护渣,降低水口浸入深度,改善了表面质量。

输变电铁塔用Q420B角钢的冶炼工艺优化

从冶炼工艺角度,分析了输变电铁塔角钢Q420B产品由于炼钢工艺控制不当导致角钢产生开裂、黑斑的机理。开裂的主要原因是钢水洁净度不高、铸坯内部裂纹严重,角钢黑斑的主要原因是钢水洁净度不高。通过调整冶炼工艺,理顺生产节奏,调整连铸的冷却制度,铸坯质量得到了大幅改善,降低了轧制缺陷的发生率,角钢的轧制开裂和黑斑显著减少。

Q420B等边角钢腿部微裂纹成因及解决措施

角钢表面微裂纹问题,分析导致问题产生的诸多原因,根据影响因素分别排查了物料潮湿度、钢坯化学成分、气体含量、添加合金成分、结晶器及其系统运行状况、保护渣成分等。经过工艺对比试验、结晶器保护渣试用、电镜分析,发现保护渣成分是导致微裂纹产生的主要原因。通过调整保护渣成分,稳定保护渣质量,问题得以解决。

改善Q420B铁塔角钢缺陷的冶炼制备工艺研究

通过扫描电镜和能谱分析,对Q420B铁塔角钢成品中出现的裂纹和表面凹坑缺陷进行研究。研究发现,此类缺陷与钢中含有的夹杂物有关,以硅酸盐类夹杂物为主。钢中的硅酸盐夹杂物,主要是由于浇注过程中液面波动导致保护渣卷入钢中而产生。为了改善角钢的裂纹和表面凹坑缺陷,提出优化措施:将保护渣黏度由0.626 Pa·s降低至0.450 Pa·s,加入Nb、Ti合金,并将浸入式水口插入深度控制在100~130 mm。

Q420B高强度角钢炼钢工艺研究与控制

本文介绍了Q420B高强度角钢的炼钢工艺研究与控制，作者认为通过采用合理的钒氮微合金化工艺和合理的冶炼、精炼、连铸工艺，能生产出质量和轧材性能均符合有关标准要求的Q420B高强度角钢。

大规格Q420高强度角钢构件轴压力学性能试验研究

钢材强度等级为Q420及以上、肢宽为220 mm和250 mm的大规格高强度角钢构件已在输电铁塔中得到应用,然而目前对大角钢构件轴压力学性能的研究有待深入。为研究此类角钢构件的轴压力学性能,对强度等级为Q420的6种截面规格、5种长细比的90根大规格角钢构件进行了轴压试验研究。基于试验结果,研究了大规格角钢构件在轴心压力作用下的失稳形态和极限承载能力,计算了各试件的稳定系数,并与多部规范中的柱子曲线进行对比分析。结果表明:大规格角钢轴压构件的失稳形态以弯曲失稳为主;试验得到的稳定系数明显超过现行规范给出的柱子曲线,现行规范中对该类轴压构件的计算偏于保守。

模拟酸雨大气环境下Q420B高强钢角钢的腐蚀疲劳性能试验研究

目前,高强钢在建筑结构中逐渐得到广泛应用,而其耐候性和疲劳性能对结构安全影响较大。对于长期暴露在野外大气环境中的结构,如输电铁塔,因长期受风致振动和大气环境中酸雨腐蚀的耦合作用,易发生腐蚀疲劳破坏甚至倒塌,所以研究酸雨大气环境下高强钢(如输电塔常用钢Q420B)的腐蚀疲劳性能具有重要意义。为此,对43根Q420B等边角钢在模拟酸雨大气作用下的腐蚀疲劳性能进行了研究,并基于简化的单点-似然法及单点-成组法拟合了其应力-疲劳寿命(Δσ-N)曲线和不同保证率p下的p-Δσ-N曲面。研究结果表明:酸雨大气环境缩短了Q420B角钢在中低荷载水平下对应的中长期疲劳寿命,而对高荷载水平下对应的短期疲劳寿命影响不大;环境因素对角钢的腐蚀疲劳性能有显著的影响,在模拟试验中,腐蚀液的pH值越低,间隔喷雾时间越长,相同荷载下角钢的腐蚀疲劳寿命越短。

Q420B高强度角钢工艺研究与控制

介绍了Q420B高强度角钢的工艺研究与质量控制,认为通过采用合理的钒氮微合金化工艺和合理的冶炼、精炼、连铸工艺,能生产出质量和轧材性能均符合有关标准要求的Q420B高强度角钢。