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日本SM570低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（化學(xué)成分機(jī)械性能）的研制
摘要??介紹了低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼SM570不同熱處理制度下的機(jī)械性能、低溫系列沖擊，并檢驗分析了該鋼的顯微組織、夾雜物及晶粒度。結(jié)果表明：研制的SM570鋼板的各項性能均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是低溫沖擊韌性較好。
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???? SM570是日本JISG3106標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)度和韌性級別最高的一個鋼種，該鋼主要用于建筑、橋梁、船舶、車輛及其它重要的工程結(jié)構(gòu)中，由于其具有較高的強(qiáng)度、良好的韌性及焊接性能，生產(chǎn)難度較大，目前相當(dāng)多廠家一直進(jìn)口此鋼材。為適應(yīng)國內(nèi)市場的需要，研制開發(fā)了SM570鋼，做了較全面的檢驗分析，還研究了在不同熱處理制度下該鋼的機(jī)械性能，以及低溫系列沖擊，無論在強(qiáng)度、韌性和低溫沖擊韌性等方面，獲得了令人滿意的結(jié)果。
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1.主要技術(shù)要求
???????鋼的熔煉成分及機(jī)械性能應(yīng)符合JISG3106標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定，見表l。
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表l? SM570鋼的熔煉成分及機(jī)械性能
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鋼號????????????????????????? |
規(guī)格（mm） |
熔煉成分/% |
機(jī)械性能 |
-5℃縱沖（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 |
||
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注：必要時可加入其它合金元素
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2.?生產(chǎn)工藝流程
?????? 75t電爐冶煉→鋼包吹Ar→鑄錠→鋼錠清理→鋼錠加熱→軋板→鋼板?；?/span>→修磨檢查→鋼板切割取樣→檢驗入庫
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3.主要工藝要點
3.1??采用氧化法冶煉，脫碳量≥0.25％，還原期采用復(fù)合脫氧劑脫氧，強(qiáng)化去[P]、[S]操作。?3.2??鋼錠在均熱爐內(nèi)按Ⅰ組鋼加熱，鋼板在軋材過程中采用二階段控軋。
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4?.?試驗研究?
4.1?? ?試驗鋼的成分見表2。
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表2? SM570鋼的化學(xué)成分? %
|
爐號 |
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 |
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???????由表2可知：SM570鋼的化學(xué)成分，在冶煉中控制的很好，主要元素C、Si、Mn含量各爐的波動很小，幾平都是平均值，磷、硫的含量也很低，尤其是硫，不僅含量低而且是控制在0.007%?以下，其他合金元素控制的更為理想，這為獲得良好的機(jī)械性能奠定了良基。
4.2?? SM570鋼不同熱處理制度下的機(jī)械性能，見表3。
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表3 5M570鋼的機(jī)械性能
|
爐號 |
批號 |
規(guī)格mm |
熱處理制度 |
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鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，表面和中心的強(qiáng)度均較高，韌性也有較好的匹配，特別是表面性能，σSU達(dá)到630MPa，σb達(dá)到720MPa，δ為25％，-5℃AKV平均值為116J，達(dá)到了新日鐵標(biāo)準(zhǔn)中WT70的水平，強(qiáng)度和韌性有較好的匹配。
??? 2)SM570鋼經(jīng)正火處理后，σSU均達(dá)到?500MPa左右，δ為30％左右，-5℃AKV平均值?60mm厚板大于130J，小于32mm薄板大于150J，均較標(biāo)準(zhǔn)要求有較大的富裕量，σb為630MPa左右，處于標(biāo)準(zhǔn)要求的中限，由此看來，SM570鋼正火后，性能較為理想。
???? 3)SM570鋼經(jīng)650℃回火處理后，σSU為?520MPa，σb為630MPa，δ為24％，-5℃AKV平均值為56J，較標(biāo)準(zhǔn)要求也有一定的富裕量。