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。

Q420qENH钢在模拟海洋环境中的腐蚀行为

通过周期浸润和长时浸泡试验模拟了海洋环境,利用腐蚀形貌观察和电化学分析等手段对耐候桥梁钢Q420qENH在模拟海洋环境中的腐蚀行为进行了研究,并与传统耐候钢09CuPCrNi进行了对比。结果表明:Q420qENH钢在模拟海洋环境中的耐蚀性优于09CuPCrNi钢的;周期浸润试验后,Q420qENH钢表面形成的锈层均匀致密、保护性较强;在模拟海洋环境中,随浸泡时间的延长,Q420qENH钢和09CuPCrNi钢的电化学阻抗先增大后减小,最后增大至相对稳定的值。

Q420qENH耐候桥梁钢的动态CCT曲线研究

利用热膨胀法在Gleeble-3800热模拟机上测定了Q420qENH耐候桥梁钢的动态CCT曲线。分析了各组不同冷却速度下的相变和组织;绘制了Q420qENH的动态CCT曲线。动态CCT曲线是分析连续冷却过程中奥氏体转变过成及产物组织与性能的重要手段。根据所需组织及性能选取相应的温度制度,以便优化Q420qENH的控轧控冷参数,可为其后续工业化生产提供指导。

低温轧制的Q420qENH钢厚板的组织和力学性能

采用精轧终轧温度为760℃的低温轧制工艺将Q420qENH钢铸坯加工成60 mm厚的钢板,随后检测了钢板的力学性能和显微组织。结果表明:低温轧制的60 mm厚Q420qENH钢板中珠光体消失,显微组织为细小的多边形铁素体和贝氏体;钢板心部的马氏体-奥氏体(M-A)组元尺寸从5.94μm减小到0.98μm,比例从2.04%降低到0.77%;钢板心部平均晶粒尺寸从4.47μm减小到3.81μm,大角度晶界比例从9%提高至24%,屈服强度、抗拉强度提高了20 MPa,-40℃冲击吸收能量大于300 J。

新型高性能桥梁用Q420qENH钢焊接性能的研究

针对新型高性能桥梁用Q420qENH钢进行焊接工艺试验,结果表明,焊接接头成形良好、性能达到要求,为客户提供合格钢板的同时,也提供相应的焊接工艺性能及焊接工艺参数,以供客户使用。

回火时间对Q420qENH钢板拉伸性能和组织的影响

采用金相显微镜、电子扫描显微镜等检测仪器,研究了在500℃下不同回火保温时间对TMCP态Q420qENH钢板拉伸性能和组织的影响。结果表明:试验钢在15~90 min时间范围内回火,随着回火时间的延长,屈服强度和抗拉强度先上升后下降,断后伸长率先下降后上升,屈强比先上升后保持稳定;TMCP态钢板的组织为贝氏体+铁素体+珠光体组织,回火后试验钢的组织变化不大,但随着回火时间的延长,组织中M-A岛部分分解,碳化物析出越来越多,同时细小的贝氏体、铁素体片条合并为较宽较长的铁素体片条,回火时间超过60 min后,碳化物开始聚集长大并且球化。回火时间为60 min时碳化物析出达到顶峰,各项拉伸性能达到最佳状态。

Q420qENH钢焊接低温韧性与腐蚀性能研究

采用Gleeble3800研究了Q420qENH钢不同焊接热输入对焊接粗晶热影响区(CGHAZ)低温冲击韧性的影响;采用恒温恒湿试验,研究了Q420qENH钢在工业大气环境中腐蚀行为。结果表明:当焊接热输入由25 kJ/cm增加到45 kJ/cm时,-40℃冲击功由183 J降到52 J;随着腐蚀周期的增加,试验钢的腐蚀速率先增后减,最后趋于平缓,符合耐候钢腐蚀动力学,整体Q420qENH钢的耐蚀性能优于Q420qE钢。

耐候钢Q345qENH、Q420qENH的焊接工艺试验

通过对耐候钢Q345qENH、Q420qENH的材料分析和焊接性能分析,选择合适的焊接材料进行焊接工艺评定,并在工艺评定的基础上确定适合的焊接工艺规范参数,为实际生产提供理论依据。

新型高性能桥梁用Q420qENH钢焊接热影响区研究

对新型高性能桥梁用Q420qENH钢的焊接热影响区进行研究,使用热膨胀仪测定其相变点Ac1和Ac3。采用Gleeble3800热模拟试验机对试验钢的焊接热影响区的组织转变进行模拟试验,使用ZEISS Axio Imager A2m金相显微镜分析试样组织形貌,使用KB50维氏硬度计测试试样硬度,分析得出焊接过程的空冷窗口,分析试验钢的焊接性能。并根据试验结果绘制Q420qENH钢的焊接CCT曲线。

首钢Q420qENH高性能耐候桥梁钢板的开发

针对传统桥梁钢板强度低,冲击韧性、焊接性能、耐蚀性能差的问题,首钢公司采用低碳成分设计、添加Ni、Cr、Cu耐候元素以及Mo、Nb元素,并优化了轧制和水冷工艺,开发出具有强韧性匹配和良好耐候性的Q420qENH耐候桥梁钢板。对Q420q ENH钢板的显微组织、力学性能进行了检测,同时采用周期浸润加速腐蚀试验对Q420qENH耐候桥梁钢板和Q420qE普通桥梁钢板的腐蚀失重和腐蚀速率进行了对比分析,研究了Q420qENH钢板的锈层形貌及成分。结果表明:Q420qENH耐候桥梁钢板组织为细小的M-A岛粒状贝氏体、准多边形铁素体和针状铁素体的混合组织,具有高强度、低屈强比和良好的低温韧性;其表面生成结构致密的α-FeOOH锈层,能够阻止钢板被进一步腐蚀,因此相同条件下其耐大气腐蚀性能是Q420qE普通桥梁钢板的2倍以上。

终轧温度对Q420qENH钢板组织性能的影响

研究了Q420qENH钢板显微组织与拉伸性能随终轧温度的变化规律。研究发现,随终轧温度的升高,Q420qENH钢板组织中粒状贝氏体的数量减少,多边形铁素体增多,屈服强度和抗拉强度均降低,屈强比降低。将屈服强度和晶粒尺寸进行Hall-Petch拟合,得到的拟合式与试验结果吻合,能够反映出Q420qENH钢在不同终轧温度下的强度随晶粒尺寸的变化趋势。

耐候桥梁钢及其焊缝耐腐蚀性评价研究

目前耐候钢耐腐蚀性常见评价方法有耐腐蚀指数计算法、周期浸润腐蚀试验法和电化学测试法。针对耐候桥梁钢及其焊缝的耐腐蚀性设计要求,为了准确评价耐候桥梁钢焊缝的耐腐蚀性,以我国耐候钢桥常用的Q420qENH耐候钢板为对比试样,采用与其匹配的CHT71NHQ药芯焊丝熔敷金属制作成焊缝试样,基于3种耐腐蚀性评价方法,分析焊缝的耐腐蚀性。结果表明:Q420qENH耐候钢板和CHT71NHQ药芯焊丝的耐蚀腐蚀指数I均大于等于6.5,焊缝与耐候钢相对腐蚀速率为3.87%,且二者自腐蚀电位差较小,仅为13 mV,CHT71NHQ药芯焊丝与Q420qENH耐候钢耐腐蚀性相匹配,均满足设计要求;3种方法均可反映耐候钢与焊缝耐腐蚀性的优劣。

耐候桥梁钢的不预热焊接试验

按照相关标准,对开发的Q345qENH和Q420qENH耐候桥梁钢进行焊接热影响区最高硬度试验、斜Y坡口焊接裂纹试验、焊接工艺评定试验。结果表明,试验钢的焊接热影响区最高硬度在HV240以下,其具有良好的可焊性,即使对50 mm厚度、不预热焊接后也未出现裂纹;当采用常规的坡口形式和焊接方式,热输入量为15~35 kJ/cm时,焊接接头HZA粗晶区以板条贝氏体组织为主,组织硬度高于母材,冲击韧性有所降低,而接头的拉伸强度影响不大、未出现明显的软化区。开发的Q345qENH和Q420qENH耐候桥梁钢可实现不预热焊接,且具有良好的焊接性能。