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随着经济建设的不断发展,高层建筑、石油和桥梁等重点工程对抗层状撕裂钢的需求量也在不断增长。抗层状撕裂钢的研究开发不仅对济钢的发展意义重大,而且对国民经济的发展也将具有深远的意义。本文结合济钢生产实际,对Q345B钢水及连铸坯夹杂物来源及分布规律进行研究,利用重点实验室实验轧机,对不同硫含量的Q345B钢通过模拟济钢现有生产条件,研究了硫含量对Z向断面收缩率的影响;同时还研究了轧制工艺对Z向断面收缩率的影响及夹杂物对Z向拉伸断口形貌的影响。主要研究工作和成果如下:
1.通过金相观察和扫描电镜及能谱仪检测结果分析,摸清了目前济钢三炼钢Q345B钢中夹杂物的来源及分布规律;对不同S含量Q345B钢的Z向性能进行比较分析后指出:钢中硫含量的变化对Z向断面收缩率的影响,在不同的变化范围内有着不同的对应关系,当硫含量处于较低水平时,硫化物的形态和分布对Z向断面收缩率起着更为重要的作用;在夹杂物对Z向断面收缩率影响方面,B类夹杂的影响规律性不明显,硫化物和塑性夹杂物(A类、C类)的影响规律是:如果塑性夹杂物的级别之和小于5级或硫化物夹杂的级别小于2.5级,则材料的Z向断面收缩率将随着夹杂物级别的降低而升高。
2.在相同轧制工艺条件下,对轧后冷速与Z向性能的关系进行对比后发现:轧后加速冷却对Z向断面收缩率没有显著的影响。
3.通过改变精轧开轧温度,研究了温度变化对Z向断面收缩率的影响,结果表明:在夹杂物数量和分布情况基本不变的条件下,其形态将成为影响Z向断面收缩率的关键。随着精轧开轧温度的降低,硫化物夹杂将会进一步被拉长,抗层状撕裂的能力随之降低,Z向断面收缩率下降。
4.利用扫描电镜及能谱仪,对Z向拉伸断口的宏观及微观形貌进行分析后发现:Z向断面收缩率不同,断口呈现的宏观形貌特征相差较大,随着Ψz的降低,断口形貌越接近层状断口。断口的微观形貌随着Z向断面收缩率的提高,韧窝形状由长条状韧窝向等轴韧窝过渡。随着Z向断面收缩率的增加,夹杂物总级别特别是硫化物级别呈降低趋势。找出了决定断口形貌的关键因素是夹杂物的形状、分布和数量。