新闻资讯
日本SM570低合金高强度结构钢(化学成分机械性能)的研制
摘要 介绍了低合金高强度结构钢SM570不同热处理制度下的机械性能、低温系列冲击,并检验分析了该钢的显微组织、夹杂物及晶粒度。结果表明:研制的SM570钢板的各项性能均满足标准要求,特别是低温冲击韧性较好。
SM570是日本JISG3106标准中强度和韧性级别最高的一个钢种,该钢主要用于建筑、桥梁、船舶、车辆及其它重要的工程结构中,由于其具有较高的强度、良好的韧性及焊接性能,生产难度较大,目前相当多厂家一直进口此钢材。为适应国内市场的需要,研制开发了SM570钢,做了较全面的检验分析,还研究了在不同热处理制度下该钢的机械性能,以及低温系列冲击,无论在强度、韧性和低温冲击韧性等方面,获得了令人满意的结果。
1.主要技术要求
钢的熔炼成分及机械性能应符合JISG3106标准之规定,见表l。
表l SM570钢的熔炼成分及机械性能
钢号 |
规格(mm) |
熔炼成分/% |
机械性能 |
-5℃纵冲(J) |
||||||
C |
Si |
Mn |
P |
S |
σSU MPa |
σb MPa |
δ % |
|||
SM570 |
>16~40 |
≤ |
≤ |
≤ |
≤ |
≤ |
≥450 |
570~ |
26 |
≥47 |
>40~75 |
0.18 |
0.55 |
1.60 |
0.040 |
0.040 |
≥430 |
720 |
20 |
注:必要时可加入其它合金元素
2. 生产工艺流程
75t电炉冶炼→钢包吹Ar→铸锭→钢锭清理→钢锭加热→轧板→钢板常化→修磨检查→钢板切割取样→检验入库
3.主要工艺要点
3.1 采用氧化法冶炼,脱碳量≥0.25%,还原期采用复合脱氧剂脱氧,强化去[P]、[S]操作。 3.2 钢锭在均热炉内按Ⅰ组钢加热,钢板在轧材过程中采用二阶段控轧。
4 . 试验研究
4.1 试验钢的成分见表2。
表2 SM570钢的化学成分 %
炉号 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Ni |
Nb |
V |
575 576 577 578 |
0.16 0.16 0.15 0.15 |
0.42 0.41 0.45 0.39 |
1.36 1.32 1.35 1.36 |
0.012 0.012 0.015 0.015 |
0.006 0.007 0.003 0.003 |
0.20 0.22 0.30 0.26 |
0.03 0.03 0.03 0.04 |
0.05 0.06 0.05 0.05 |
由表2可知:SM570钢的化学成分,在冶炼中控制的很好,主要元素C、Si、Mn含量各炉的波动很小,几平都是平均值,磷、硫的含量也很低,尤其是硫,不仅含量低而且是控制在0.007% 以下,其他合金元素控制的更为理想,这为获得良好的机械性能奠定了良基。
4.2 SM570钢不同热处理制度下的机械性能,见表3。
表3 5M570钢的机械性能
炉号 |
批号 |
规格mm |
热处理制度 |
位置 |
σSU MPa |
σb MPa |
δ % |
-5℃AKV J |
||
575 |
C43108 |
40 |
950℃水淬加630℃ 回火 |
表 中 |
630 610 |
720 705 |
25 25 |
96 112 |
127 94 |
125 94 |
577 |
H43137 |
60 |
900℃正火 |
表 中 |
495 485 |
615 635 |
33 29 |
108 67 |
142 62 |
142 42 |
578 |
C43106
C43107 |
30
32 |
900℃正火 900℃正火 950℃正火 650℃回火 |
表
表
表
表 |
515
510
490
520 |
620
630
625
630 |
25
27
28
24 |
134
190
150
79 |
141
179
148
48 |
147
186
158
41 |
由表3可知:
1)SM570钢经调质处理后,表面和中心的强度均较高,韧性也有较好的匹配,特别是表面性能,σSU达到630MPa,σb达到720MPa,δ为25%,-5℃AKV平均值为116J,达到了新日铁标准中WT70的水平,强度和韧性有较好的匹配。
2)SM570钢经正火处理后,σSU均达到 500MPa左右,δ为30%左右,-5℃AKV平均值 60mm厚板大于130J,小于32mm薄板大于150J,均较标准要求有较大的富裕量,σb为630MPa左右,处于标准要求的中限,由此看来,SM570钢正火后,性能较为理想。
3)SM570钢经650℃回火处理后,σSU为 520MPa,σb为630MPa,δ为24%,-5℃AKV平均值为56J,较标准要求也有一定的富裕量。