高強度工程機械用鋼板的特點
1、強化機制
目前商品化的屈服強度600MPa級別以上的薄規格高強熱軋板按主要強化機制分有兩種。一是低碳貝氏體系列熱軋板,其成分特點是在低碳或是超低碳的基礎上加一定量的錳、鉬、硼、鈮、鉻等合金元素,其組織是細的低碳貝氏體組織。這類鋼的優點是有好的低溫衝擊性能;缺點是生產難度大,需要較低的卷取溫度,板卷頭中尾強度受卷取溫度影響較大,波動大,成形性能不好,板卷內應力大,屈服強度一般在700MPa級別以下。二是析出強化系列熱軋板,其成分特點是在碳-錳鋼的基礎上添加一定量的鈮、釩、鈦等微合金元素。析出強化系列熱軋板的優點是成形性能好,容易生產,強度級別比貝氏體系列的高;缺點是低溫衝擊性能相對較差,板卷性能對加熱和卷取溫度敏感。
2、化學成分
現有屈服強度為700MPa 級別的工程機械用鋼板大體採用三種成分設計方案:
(1) 含鈦鋼,這種鋼一般加入鈮,還加入鉻、鉬、釩等元素;
(2) 低碳貝氏體鋼,這種鋼一般加入較多的合金元素,如鈮、鈦、鉬、銅、硼等;
(3) 調質鋼,這種鋼的含碳量較前兩者要高,一般在0.1% 以上,同時加入較多的合金元素。
目前,絕大多數700MPa級的薄規格高強度工程機械用鋼板採用含鈦鋼的析出強化,但低碳貝氏體鋼被認為是很有希望的高強度鋼種,並且人們進行了大量的研究,隨著認識程度的提高和設備能力的改善,其發展潛力巨大。
3、生產工藝
對鋼鐵企業而言,生產以熱軋態交貨的薄規格高強度板卷所遇到的最突出問題是設備能力的問題,主要包括軋機負荷能力、控冷能力、卷取能力甚至精整能力等。在用戶越來越高的強度要求和廠家的設備能力之間尋求平衡是技術關鍵。鋼鐵材料的強度有不同的強化機制保證,主要有:細晶強化、析出強化、固溶強化、位錯強化和相變強化。在熱軋變形時對變形抗力影響最大的是細晶強化、固溶強化、析出強化和位錯強化。細晶強化要求在奧氏體非再結晶區控軋,必然帶來強烈的位錯強化,大大提高變形抗力,軋後冷卻時的析出強化、相變強化不影響軋制力。採用軋後冷卻時的強化方式也可以達到生產高強鋼的目的,同時又避開軋機能力不足的問題。