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控軋後的Q420qDNH橋樑卷冷卻速度與Q420qENH橋樑開平板力學效能

作者:由 愛問鋼鐵人 發表于 書法日期:2023-01-29

如何測定冷卻速率

控軋控冷(thermomechanicalcontrolledprocess,TMCP)是開發低碳微合金鋼的重要工藝,可在確保低碳微合金鋼強韌性的基礎上進一步降低合金元素含量,以降低成本,且與傳統生產工藝相比,

控軋控冷的鋼材在低溫韌性、焊接效能和成形效能等方面具有明顯的優勢。

控制熱軋後的冷卻速度可控制鋼的組織和效能。使橋樑鋼結構易加工、低成本、綠色環保的同時還具有良好的力學效能,是現代橋樑用鋼亟待解決的問題。

控軋後的Q420qDNH橋樑卷冷卻速度與Q420qENH橋樑開平板力學效能

國內橋樑設計中多采用傳統熱軋工藝生產的Q345qENH鋼,其屈服強度較低、生產成本較高,且不能滿足現代橋樑鋼結構的使用要求(屈服強度≥350MPa、屈強比<0.85等)。

採用控軋控冷技術開發了新型低合金Q420qENH橋樑用鋼。

由於控軋後的冷卻速度對橋樑鋼的組織和力學效能有很大影響,且目前的研究多集中在始冷和終冷溫度等對鋼的組織和效能的影響方面,關於控軋後的冷卻速度對組織和力學效能的影響的研究較少。

為開發出效能優良、價格低廉的橋樑用鋼,控軋後的冷卻速度對Q420qENH橋樑鋼微觀組織和力學效能的影響,這將有助於新型低合金橋樑鋼的開發和應用。

採用電感耦合等離子發射光譜法測定的試驗用Q420qENH橋樑鋼的化學成分如表1所示,原始組織為鐵素體、粒狀貝氏體和M/A島。

製備15mm×100mm試樣,在Gleeble-3800熱模擬試驗機上進行控制軋製和控制冷卻,工藝過程如圖1所示。試驗過程為:

(1)將試樣加熱至1180℃保溫10min冷卻至1080℃,然後以35%的壓縮量和1s-1的應變速率粗軋並冷卻至875℃,再按30%的壓縮量和1s-1的應變速率軋製;

(2)軋後冷卻至745℃(始冷溫度)後,分別以2、6、12和18℃/s速率冷卻至595℃,再以一定速率加熱至返紅溫度(615℃),以2℃/s速率冷卻至200℃,空冷。

(1)、控軋後以2℃/s速率冷卻的橋樑用Q420qENH鋼的屈服強度不符合標準要求;冷速提高至6~18℃/s,鋼的力學效能都滿足標準要求,且以12和18℃/s速率冷卻的鋼的強度比要求值高49MPa以上,屈強比小於0.85,力學效能良好。

(2)、控軋後以2℃/s速率冷卻的Q420qENH鋼的組織為鐵素體和少量珠光體,鐵素體較粗大,其晶界有M/A島;隨著冷速從2℃/s提高至18℃/s,鋼的組織從鐵素體和少量珠光體轉變為以粒狀貝氏體為主的組織,

M/A島的面積分數和平均尺寸均減小,以18℃/s速率冷卻的鋼中M/A島的面積分數和平均尺寸分別為2.5%和3.2μm。

(3)、當控軋後冷速從2℃/s提高至18℃/s時,Q420qENH鋼中不同取向晶粒的尺寸均減小;隨著冷速的增大,鋼中小角度晶界比例減小,大角度晶界比例增加;

以不同速度冷卻的Q420qENH鋼的晶粒尺寸與屈服強度之間存線上性關係,擬合得到的霍爾-佩奇公式可用於預測控軋控冷橋樑鋼的屈服強度。

控軋後的Q420qDNH橋樑卷冷卻速度與Q420qENH橋樑開平板力學效能