高強度結構鋼板被廣泛應用于工程機械和煤礦機械行業,厚度以4mm~80mm為主,其中20mm以下厚度鋼板絕大多數被應用于工程機械行業。20mm以上厚度鋼板主要為中厚板類產品,多數應用于煤礦機械行業。
目前國內在生產高強度結構鋼板時,多采用TMCP或TMCP+回火的方式,且生產規格和級別均較低。對于較厚規格的Q690及以上級別產品,只有極少數企業通過加入較多的合金元素并使用調制的方式生產,而國外則大部分是以調質的方式生產。采用TMCP或TMCP+回火的方式較厚規格的Q690及以上級別產品時,得到的低溫沖擊功值較低,力學性能波動性較大。采用淬火+回火的調質方法生產,能夠較好解決以上問題。利用其研發淬火機的優勢,成功開發出Q690~Q960級別4mm~60mm厚高強度結構用調質產品,尤其是規格4mm~10mm Q690~Q960產品,填補了我國高強度結構用調質鋼板薄規格生產的空白。
該類產品的特點主要體現在以下幾個方面:
不同鋼板厚度規格采用不同的化學成分體系
目前國內在生產調制產品時,對不同厚度規格的產品主要采用折中的化學成分。這樣使得在生產薄規格產品時,由于鋼板極易被淬透,從而造成了對資源的浪費。而在生產厚規格產品時,又由于加入的合金元素富余量不多,從而使由于厚度的增加而引起的“厚度效應”比較明顯,性能的波動性較大。通過對不同厚度規格的產品采用不同的化學成分體系,在薄規格上盡量采取“以水代合金”的方法來減少合金元素的添加,在厚規格時通過合理的合金元素的添加來提高鋼板的性能。
(2)不同鋼板厚度規格采用不同淬火制度
長期以來,淬火制度對鋼板性能的影響一直未被國內大多數鋼廠重視。傳統觀點認為,淬火時只要在奧氏體溫度以上保溫一定時間即可。通過研究發現,鋼板的淬火制度對后續的冷卻過程有較大的影響。隨著厚度規格的增加,淬火溫度及其淬火保溫時間也應當相應調整,才能既保證鋼材充分奧氏體化,從而為得到良好的綜合力學性能提供保障。
(3)適度細化原始奧氏體晶粒的思想
研究發現,細化原始奧氏體晶粒是提高高強結構用調質鋼板低溫沖擊韌性的最佳途徑,尤其是對于960MPa及其以上級別的產品更為明顯。通過合金元素的合理添加和軋制、軋后冷卻制度的控制,適度細化原始奧氏體晶粒,不但極大提高了其低溫沖擊韌性,而且還確保焊接時熱影響區的急劇粗化而引起鋼板性能的惡化。目前,該類產品正在南鋼、漣鋼得到推廣,已初步取得成效,為實現低成本減量化的鋼鐵材料開發應用奠定了基礎。