Q345R鋼板斷后伸長率不合格的原因

鋼板的斷后伸長率是反映鋼材塑性的重要性能指標,生產(chǎn)中Q345R鋼板有時會連續(xù)出現(xiàn)斷后伸長率不合格的現(xiàn)象,導致鋼板合格率降低。分析其原因有三:

1、帶狀組織——尤其是較寬的貝氏體硬組織帶

帶狀組織是在連鑄坯加熱時,合金元素和硫等雜質(zhì)元素的擴散系數(shù)較低,均勻化比較困難,使得偏析存在而產(chǎn)生。嚴重的中心偏析以及軋制后鋼板冷卻速率較快,導致奧氏體直接發(fā)生中溫轉(zhuǎn)變,產(chǎn)生了塑性較差的貝氏體組織。

由于Q345R鋼板貝氏體組織帶與周圍鐵素體組織抗塑性變形能力差異大,塑性較差的貝氏體組織將阻礙鐵素體的變形而產(chǎn)生應(yīng)力集中。在拉伸應(yīng)力的作用下貝氏體組織帶處的變形首先達到臨界變形量,導致裂紋萌生,隨著應(yīng)力的增加裂紋逐漸擴展、聚合直至斷裂,最終形成宏觀可見的斷口分層現(xiàn)象。這種通過裂紋擴展使材料斷裂的方式,斷裂前材料的總變形量小,因此導致拉伸斷后伸長率不合格。

2、魏氏組織

鋼中魏氏組織是在軋制過程中因過高的加熱溫度、在一定的冷卻速率范圍內(nèi)所產(chǎn)生。魏氏組織對鋼材的力學性能不利,原因是珠光體基體上分布的針狀鐵素體,不但切割了基體組織,并且如同楔形物造成應(yīng)力集中,形成裂紋核心,并沿鐵素體擴展,使鋼材的塑性和沖擊韌度降低。不合格鋼板全厚度組織差別較大,并且靠近下表面出現(xiàn)魏氏組織是造成鋼板斷后伸長率不合格的另一個原因。

3、硫化物夾雜

鋼中非金屬夾雜物破壞了鋼基體的連續(xù)性,造成應(yīng)力集中,嚴重時產(chǎn)生內(nèi)部裂紋,并在一定條件下加速裂紋的擴展,且斷裂往往是從條狀夾雜物與基體界面處產(chǎn)生的顯微裂紋處開始,所以較多大尺寸夾雜物的存在也會降低材料的塑性,對鋼板的斷后伸長率產(chǎn)生一定的影響。

一般通過優(yōu)化連鑄工藝參數(shù),采取有效的動態(tài)輕壓下技術(shù)、合理的二冷制度和過熱度等措施,可減輕鑄坯中心偏析。合理控制軋制工藝參數(shù),通過增加初軋階段單道次變形率以及總壓下率,增強變形滲透,破碎鑄坯原有的粗大柱狀晶或枝晶,改善心部組織、完善冷卻制度,提高鋼板組織的均勻性。

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