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信息内容
 
高强度性能耐候钢须具备的最基本特性是耐候性和强韧性
发布者:天津市久特宏业钢铁贸易有限公司   阅读:1551
 

  2.1目标性能
    开发时往钢中加入Cu、Ni、Cr以满足JISG314标准对耐候性的要求;强度则以原SMA570W为依据,可满足“路桥标准规范
    中厚壁材屈服点一定的要求;JIS修订后的最大板厚为100mm;为了降低焊接预热温度或省略预热工序,须将Pcm(焊接裂纹敏感性组分)从原来钢的0.24%降至0.22%以下。并且为了防止定位短焊道焊接裂纹,在最高硬度试验中,设定最大硬度HV≤300;另外,为了提高焊接效率,设定最大焊接输入热量:对≤40mm板进行EGW(电弧焊)时为≤12KJ/mm,对≤
    100mm板进行SAW(埋弧焊)时为≤lOKJ/mm,则焊缝部的韧性就可以满足≥47J的要求。
    2.2母材基本性能
    高强度性能耐候钢须具备的最基本特性是耐候性和强韧性。
    关于耐候性,因加入Cu、Ni、Cr,在钢板表面生成了稳定致密锈层,从而抑制了腐蚀的继续进行。为了消除初期流动锈影响表层的美观,同时采用“耐候钢锈层稳定处理剂”有效。关于高强度化,即考虑了后述的焊接施工性的提高而限制了钢的成分(C≤0.09%、Pcm≤0.22%);又为了适应板厚的增大(t≤100mm),采用了微合金化技术(加人V、B元素)以提高钢的淬透性指数。提高韧性的措施则是降低钢的含C量并细化钢的晶粒(微合金化具有抑制晶粒长大的效果)。
    2.3焊接施工性及焊缝特性
    为了提高焊接施工性,进行了成分设计以减少焊接预热并增大焊接输入热量。因设定了钢材Pcm上限值,故可按“路桥
    标准规范”选定预热温度。为了使钢的HV≤300,决定抑制含C量(C40.09%),这虽会降低母材强度,但采用成分控制和
    组织控制,既无损于母材的强韧性,又可提高焊接施工效率。
    为了缩短施工时间并节省劳力,在主横梁腹板对接的现场焊接中,采用大输入热量(12KJ/mm)的EGW焊接,以确保焊
    缝性能特别是韧性十分重要。焊接热影响区(简称HAZ)韧性改善的技术特点,是同时采取两个措施:一是降低钢的C当量
    Ceg;二是提高钢的纯净度,减少钢中自由N和杂质元素含量。
    3.开发钢板的各种特性
    3.1母材性能
    开发钢的代表性成分:25mm厚度的SMA570W―EG钢板为0.08%C、0.19%Si、0.86%Mn、0.005%P、0.002%S、0.35%Cu、0.15%Ni、0.54%Cr、0.35%Ceq、0.19%Pcm; 50-100mm厚度SMA570W―H―EX 钢板为0.08%C、0.19%―0.21%Si、 0.86%―1.13%Mn、0.005%―0.015P、 0.002%―0.003%S、0.33%”0.35%Cu、 0.15%―0.23%Ni、0.54%―0.57%Cr、0.35%―0.41%Ceq、0.19%~0.20Pcm。
    开发钢板共有4种规格:25mm板为用于大输入热量焊接的高效型(―EG)钢;50、75、lOOmm板是在提高了焊接预热施
    工效率条件下,保持屈服点一定型(―H―EX)钢。上述钢板的屈服点(YS)、抗拉强度(TS)、延伸率(E1)和断面收缩率(RA)等力学性能均达到了标准规范的要求;其―5℃冲击吸收能都>200J,在L向或C向达200―3403;其断面转变(临界)温度vTm:―34――78℃,比―5℃低得多。以上数据表明钢板具有优良的强度和韧性(包括低温韧性)。
    3.2钢板焊接性
    为了查明钢板对于焊接低温裂纹敏感性,分别进行了最高硬度试验及Y形焊接裂纹试验(包括输入热量1.7KJ/mm的SMAW和0.4KJ/mm的GMAW)。
    最高硬度试验结果表明:钢的硬度有随温度下降而升高的趋势;无论在哪种条件下,用$MAW(药皮金属板电弧焊)的最高硬度HV都在250以下,用GMAW(CO:气体保护罩)的最高硬度HV都在280以下。因硬度在300以下,故难于产生焊接裂纹。在0―50~C预热温度范围进行的Y形焊接裂纹试验结果表明:无论在哪种条件下都未产生裂纹,故焊接时可降低预热温度或省略预热工序。
    3.3焊缝性能
    调查了在各种焊接条件(焊接方法、输入热量)下的焊强度和焊缝韧性。焊接方法分别为SAW、GMAW和ERW,焊接输入热量范围为3―10KJ/mm。
    试验结果表明:在大的焊接输入热量条件下,虽因HAZ的软化而可能导致焊缝强度下降,但无论在短标点(JISNo.1)长标
    点(瓜No.1A)都能充分确保焊缝强度下限值 570N/mm2。
    关于焊缝韧性,在HAZ粗晶范围的熔合线及中心的各位置,进行了在―5℃的夏比冲击试验。结果表明是无论哪种焊接方
    法、输入热量和试验装置,作为目标特性的―5~C吸收能vE―5都能)47J。为了提高施工效率而增大输入热量时,虽可能使焊缝部韧性下降,但即使在10KJ/mm的大输入热量下,也可确保所需要的韧性。
    4.开发钢板应用实例
    由于开发钢板具有强度高、焊接性能优良等一系列特性,因而已成功地应用于多个领域如多座钢桥的建设,其中在长野
    县建桥时,为了提高施工效率,使用了厚16―81mm的高强度型SMA570W―EX开发钢板。
    5.结语
    为了适应桥梁大型化、结构简化、高效焊接施工以及不涂漆、少维修等要求,NKK开发成功570N/mm2级高强度耐候性、厚度≤100mm的SMA570―EX/―EG钢板,已获得良好的实际应用,且将有极好的扩大应用前景。

信息来源于:http://www.naihougangbansteel.com

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