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大线能量用钢的力学性能要求
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2014-06-06
AH610E钢板的生产工艺为TMCP+630℃回火，B610E钢板的热处理工艺为淬火+625℃回火的调质状态。经调质热处理状态后的组织为针状铁素体+贝氏体+少量马氏体。
1钢板的化学成分
目前鞍钢和宝钢在化学成分的设计上都与以前的大线能量用钢不同，特别是宝钢研究了各种元素对组织、强度和焊接热影响区韧性恶化的影响。具体在成分和组织上的改进有：
(1)考虑到对大线能量焊接，将碳含量设计成Ｃｅｑ≤0 09%，Ｐｃｍ≤0 21%；
(2)不使用对淬透性影响特别显著的元素，如Ｂ和Ｃｒ等，避免产生全马氏体组织，同时保证焊接热影响区硬度在ＨＶ350以下，避免焊接热影响区韧性恶化；
(3)添加合适的Ｎｂ，研究表明0 023%的Ｎｂ使屈服强度提高35ＭＰａ，抗拉强度提高25ＭＰａ，伸长率提高2%；
(4)添加合适的Ｔｉ和Ａｌ。通过上述改进，保证了钢板的强度、组织和冲击韧性。
ＡＨ610Ｅ钢板的生产工艺为ＴＭＣＰ+630℃回火，Ｂ610Ｅ钢板的热处理工艺为淬火+625℃回火的调质状态。经调质热处理状态后的组织为针状铁素体+贝氏体+少量马氏体。
2钢板的拉伸性能
对15，21，32，40，50ｍｍ厚钢板分别进行拉伸试验，试样分别为纵向和横向取样。拉伸试样加工成标距为50ｍｍ，直径为10ｍｍ的圆棒试样。为测试钢板厚度方向不同部位的拉伸性能，对32，40和50ｍｍ厚钢板分别进行Ｔ/4和Ｔ/2部位取样。所有拉伸试验按照ＧＢ/Ｔ228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》在ＩＮＳＴＲＯＮ1251电液伺服式万能材料试验机上进行。
从拉伸结果来看，所有下屈服强度在510～585ＭＰａ范围内，所有抗拉强度在610～660ＭＰａ范围内，断后伸长率在21 0%～26 0%范围内，纵向比横向试样的强度低10ＭＰａ左右，Ｔ/2比Ｔ/4试样强度低15ＭＰａ左右，50ｍｍ厚钢板的强度接近抗拉强度的允许值下限610ＭＰａ。
3 系列温度冲击试验
对32，40，50ｍｍ厚钢板进行系列温度冲击试验，分别进行纵向和横向取样。32，40，50ｍｍ厚钢板为Ｔ/4和Ｔ/2部位取样，试验按照ＧＢ/Ｔ229—1994《金属夏比冲击试验》在ＪＢ-500Ａ冲击试验机上进行，试验时温度过冷度为1～2℃。试样断面百分率按ＧＢ/Ｔ12778—91《金属夏比冲击断口测定方法》的规定进行测定。
从试验结果看，钢板具有优良的低温韧性，其不同部位取样(Ｔ/4、Ｔ/2)的冲击功在-40℃以上均在240Ｊ以上，且1/4板厚处与1/2板厚处试样的冲击吸收功几乎相同。低于-60℃时，1/2板厚处3个试样的冲击功波动性稍大，50ｍｍ钢板的心部取样的冲击功在-80℃才快速下降。
4 气电立焊焊接接头力学性能
研制大线能量用钢的关键是解决大线能量施焊时，避免焊接接头的强度和冲击性能的降低。为此，对厚度21ｍｍ的Ｂ610Ｅ钢板进行气电立焊工艺试验，焊接材料为新日铁的ＥＧ-60焊丝(直径为1 6ｍｍ)，焊剂为ＳＪ101(350℃×2ｈ烘干，150℃保温)，焊接设备为美国Ｒａｎｓｏｍｅ公司的ＶＵＰ-ＮＡ3ＳＴ垂直立焊系统(林肯ＤＣ1000电源、ＮＡ-3机头和控制箱)。按照ＪＢ4708—2000对Ｂ610Ｅ焊接接头进行焊态拉伸、冷弯和冲击试验。
从结果来看：当焊接线能量达10ｋＪ/ｍｍ时，焊接接头焊缝中心和热影响区的强度和冲击性能均能达到对母材的要求。
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