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Q345qE卷板桥梁钢微V含量高屈服应用

这个是认证

爱问钢铁人

2022-01-07 20:54

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桥梁用结构钢是低合金高强度钢中的典型钢种,主要用于制造大型箱梁结构公路桥和焊接结构铁路桥。

近年来,随着我国国民经济的快速发展,平均每年修建普通等级公路8500km、高速公路1300km、单跨800m以上的公路桥8座;

在铁路建设方面,包括东部通道、西南部通道和国际铁路工程,合计新建、改造线路长达10000余km,仅桥梁建设就需要50余万t钢材。公路、铁路建设迅猛发展,对桥梁钢的质量提出了更高的要求。


Q345qE卷板化学成分

桥梁钢一方面由于桥梁本身重量的需要和厚度规格的要求朝向高强度发展;另一方面为了提高疲劳寿命而朝向高韧性发展;另外,为了降低桥梁寿命周期成本,还对高耐候性能提出了要求。

鉴于桥梁钢的技术要求不断提高,冶金工业信息标准研究院会同国内桥梁钢主要生产企业对GB/T714-2008版《桥梁用结构钢》标准进行了修订,形成了新的标准GB/T714-2015,于2015年9月11日颁布,2016年6月1日开始实施。

釆用的工艺路线:转炉冶炼一LF精炼一板坯 连铸一板坯下线缓冷一17800mm轧机轧制一检查一入库。

化学成分设计:根据GB/T714-2015版《桥梁用结构钢》标准对Q345qE卷板钢的成分要求,考虑到C元素对韧性及焊接性能、Si元素对表面质量、Mn元素对连铸坯偏析的不利影响,采用低碳设计,适当降低Si元素含量。

同时采用较低Mn元素含量;另外,为了改善焊接性能、提高再结晶温度、实现控制轧制,分别进行微Ti处理和Nb微合金化;为了保证冲击韧性,对S、P含量加以严格控制。

减少钢中非金属夹杂物数量,需要加强脱氧、脱硫过程控制。在转炉冶炼过程中控制终点C含量,降低钢中氧位,并严控下渣量。

在LF炉精炼过程中,快速充分脱硫,保证软吹时间,使钢中夹杂物充分上浮;将连铸坯中心偏析控制在C类0.5-1级。

4轧后冷却:为获得均匀、细小的铁素体+珠光体组织,考虑微合金化析出成核率最大、最快的温度区间以及矫直温度,轧后采用ACC冷却,将终冷温度控制在620-700℃。

由检验结果可以看出,Q345qE卷板钢全部满足新标准的技术要求;2mm和4mm厚度规格钢板的力学性能均匀,横、纵向差别较小,纵向性能略优于横向性能,这是由于钢板沿轧制方向存在一定的带状组织所致。

钢板的冲击韧性良好,-40℃冲击最低值145J,-60℃冲击也达到69J,其中纵向冲击值高于横向冲击值,且随厚度增加有所提高,这主要是由于4mm厚度规格钢板冲击试样避开板材中心部位,减轻了中心偏析的不利影响。

通过将Q345qE卷板钢实物性能与GB/T714-2015版国标规定值对比,实物性能优于标准规定值,且有较大富裕量,表明Q345qE卷板钢的实物性能完全符合国家标准,满足使用需求国标规定的Q345qE卷板钢力学性能。

经微Nb处理后,钢中产生含Nb的析出物。根据分析,高温下形成的TiN已将钢中N元素消耗,因此细小析出物应为NbC粒子。

通过控制轧制和控制冷却得到10-11级细晶组织。根据韧脆转变温度与晶粒的霍尔派奇关系,可知在此晶粒尺寸下,韧脆转变温度降低到-40℃以下。因此,可以保证-40℃冲击功仍然处在高于120J的水平。

Q345q卷板钢板试样的-40℃冲击韧性断口形貌,断口呈现韧窝状,在大韧窝中有小韧窝存在,证明晶粒细小,钢板的韧性良好。

分析认为,成分设计与生产工艺各个环节的严格控制是保证钢板强度、韧性的关键。

钢水的高纯净度是提高韧性的重要保证;低碳、低猛设计有利于减少偏析,从而提高钢板沿厚度方向的组织均匀性;合理的加热温度及时间设计保证钢坯 温度均匀性并可以防止钢中原始晶粒过度长大,也为韧性提高做出贡献。

微Nb化处理提高了奥氏体的再结晶温度,保证奥氏体在精轧阶段未再结晶区轧制的工艺窗口,使得在变形奥氏体中产生足够的形变积累,形成大量形变带和高密度位错,为铁素体提供足够形核点,细化铁素体晶粒,从而降低了韧脆转变温度。

综上所述,Q345qE卷板钢板低碳、微合金成分设计从成分源头保证了成品的高韧性;钢水的高纯净度及轧制过程工艺参数的严格控制是高韧性钢板生产的关键。

(1)、C含量0.09%-0.13%、Mn含量1.2%-1.4%以及微Nb处理是实现Q345qE卷板钢板高韧性的成分保证。

(2)、钢水的高纯净度、低S和P含量、偏析控制在C类0.5-1级、夹杂物为A0.5~1.5级以及D0.5级,是实现Q345qE卷板钢板高韧性的重要保证。

(3)、二次开轧温度950℃、第二阶段累计变形量在60%-70%,终轧温度在760-830℃范围及终冷温度在620-700℃之间的工艺可以得到10-11级铁素体+珠光体组织,将韧脆转变温度降低到-40℃以下,-40℃冲击功均能够保证在150J以上。

桥梁卷板 Q345qE 8 1500 L 26.42 吨 安阳 安钢

桥梁卷板 Q345qE 7.75 1500 L 53.46 吨 安阳 安钢

桥梁卷板 Q345qE 5.75 1578 L 11.4 吨 安阳 安钢

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