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新钢高强度、高等级船板D36生产实践

【保护视力色】 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色) 打印 进入论坛 评论 字号  2007-08-29 11-02
王霞 周昌勇

    随着市场对品种板、专用板需求的提高,中板行业大力开发高性能高附加值的品种板、专用板,以满足市场的要求,实现品种效益,保证企业的综合竞争能力。

    新钢中板厂原以生产普板为主,品种板、专用板比例2002年23.6%,2003年32.5%,品种板、专用板主要为Q345A/B,CCSA/B。2004年新钢提出“精品战略”思想,大力开发品种板、专用板,逐步开发了A32、A36、D32、D36、20g、16Mng、20R、16MnR、Q420、Q460,使品种板、专用板比例提高到50.94%,完成品种板61万吨。2005年品种板比例已达70.7%。其中高强度、高等级船板D36生产工艺要求更严格,性能要求更高,生产难度更大,因此,2004年中板厂尤其重视对D36的开发,投入了大量力量进行D36的轧制试验。目前新钢中板已大批量生产高强度、高等级D36船板。

    D36船板的成份、性能要求

    1 熔炼成份要求

    D36船板要有良好的组织和性能,首先要结合工艺条件确定钢的熔炼成份,然后通过控制和工艺装备来实现。采用在C、Mn强化的基础上进行微合金化,降低对韧性和焊接性能影响最大的碳含量,确保在低的碳含量情况下仍获得高的强度,以保证优良的综合性能。

    表1  D36船板化学成分
   

钢种

C

Mn

Si

P

S

Nb

D36

0.18

0.91.6

0.5

0.035

0.035

0.020.05



    (
1) C、Mn控制

    为保证具有良好的韧性,焊接性能和高的强度,C控制在0.08~0.14,Mn控制在1.10~1.5%,利用低C和微合金化的设计原理,即在C-Mn固溶强化的基础上,使用细晶强化,沉淀强化的手段达到目的。

    C含量提高,强度、硬度相应增大,塑性、韧性相应减少。

    Mn在钢中是有益元素,锰还可以与S化合成MnS减轻硫的有害作用。

    (2) 碳当量

    为保证钢板具有一定的强度和良好的焊接性能,在实际生产中合理控制成份,确保钢板焊接碳当量。

    新钢公司中板厂采用TMCP状态交货,Ceg(%)≤0.38%。

    (
3) S、P控制

    为保证各项性能,S、P含量必须降到很低的水平。

    S是钢中最有害的元素,产生“热脆性”,使钢材变得极脆,降低钢的韧性和塑性。在钢中增加含锰量,可消除硫的有害作用,避免“热脆”。

    P也是钢中的有害元素,使钢的强度和硬度增加,但却使室温下钢的塑性,韧性急剧降低,并使脆性转化温度升高,使钢变脆—即“冷脆”, 在冷加工中易于断裂,P也使焊接性能变坏。

    (4) Nb控制

    Nb作为重要的微合金元素,用以细化晶粒,提高钢的强度和韧性。Nb在钢中的作用十分显著,它能在低碳的情况下提高钢的强度。Nb在钢中形成细小的碳、氮化物,抑制奥氏体晶粒的长大,抑制奥氏体的再结晶,使钢材晶粒细化。

    2 性能要求(厚度≤50)

    表2 D36船板力学性能要求
   

钢种

屈服点σs  MPa

抗接强度σb MPa

伸长率δ%

试验温度℃

    J

纵向

横向

D36

355

490630

21

-20

12

1250

12

1250

28

34

20

24



   
D36生产

    新钢中板厂在生产D36过程中,由于成份、工艺装备及控制工艺的原因造成连续几个轧批号性能不合格,我们就其工艺参数、性能情况、成份、组织等进行分析。

    1 工艺参数

    表3  D36船板生产工艺参数
   

轧批号

规格

进炉

时间

出炉

时间

加热

时间

四辊开轧温度

四辊终轧温度

终冷

温度

Z5-4763

8

2:26

5:02

156

1079

885

755

Z4-4765

8

2:43

5:32

167

1108

896

762

Z5-4766

8

3:00

5:37

157

1083

906

761

Z5-4771

8

4:10

6:45

155

1061

926

787

Z5-4772

8

4:35

7:07

152

1070

908

761



   
2 性能

    各轧批号的强度指标富裕量较大,延伸也很好,宽冷弯合格,但-20℃横向冲击初样均不合格,横冲复样仅一个不合格,其余4个复样均合格。现对横冲不合格D36的化学成份、组织情况进行检测。

    表4 各批号D36船板力学性能检测结果
   

轧批号

屈服

σs

抗拉

强度

伸长率

宽冷弯

-20横冲

纵冲

初样

平均

复样

平均

复样

平均

Z5-4763

445

570

26.5

合格

19

33

31

35

Z4-4765

440

575

25.5

合格

18

24

26

54

Z5-4766

450

580

26

合格

15

22

23

55

Z5-4771

420

540

28

合格

15

18

21

31

Z5-4772

415

525

24.5

合格

16

21

21

81



   
3 化学成份检测

    表5 横冲不合格D36船板化学成分
   

 

C

Mn

S

P

Si

碳当量

Z5-4763

0.14

1.29

0.017

0.019

0.27

0.355

Z4-4765

0.15

1.31

0.021