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一般来说,钢的屈服强度增加,伸长率降低。但铁素体和马氏体双相钢(DP钢)和由于残余奥氏体加工诱发马氏体相变发生硬化而使变形量增加的TRIP钢(相变诱导塑性钢),比传统高强度钢具有更大的延性。此外,还开发出在200℃左右涂漆烘烤加热时硬度增加的烘烤硬化钢(BH钢)和添加Ti、Nb的超低碳BH钢。
在对高强度钢进行热镀Zn或合金化热镀Zn时,由于钢中的Mn、Si等强化元素和氧的亲和力较大,在镀Zn前的连续退火过程中优先被氧化,在钢板表面生成SiO2、Mn2SiO4等氧化物。这些氧化物降低了Zn液与钢的浸润性,是镀Zn钢板产生“露钢”缺陷的一个原因。
表面处理钢板的发展方向
由于Zn的良好耐蚀性以及对基板的替代腐蚀保护功能,用Zn和Zn合金进行表面处理的钢板得到广泛的应用。可以认为很难用简单方法来取代Zn的这些优良特性。但是,在Zn的替代腐蚀保护功能方面,由于对Zn阳极反应的非极化特性(阳极过电压很难增加),替代腐蚀电位很低,基本上是-1.0V,所以,在替代腐蚀反应过程中氢会渗入钢材,使钢材发生脆化。研究表明,用Al-Mg-Si合金替代Zn进行钢板热镀,可以抑制替代腐蚀电位的降低和氢渗入钢中。因此这是一个通过选择适当的合金组合减小氢脆的表面处理方法。
总之,由于Zn的物理、力学以及化学特性,很难改变Zn在钢板表面处理中的优势地位。因此,重要的不是单纯地用其他金属或合金替代Zn,而是通过钢的热处理、加工、化成处理、涂装等工艺的适当组合,开发出适用于不同用途和不同特性要求的表面处理工艺。
公司采用3150吨型材卧式挤压机挤压开坯(挤压筒Φ220mm)。生产过程中为了减小Q550D高强板锭偏析,提高热加工塑性,在真空感应熔炼电极时选择较小锭型为Φ130mm,真空自耗重熔成Φ180mm锭,并采用钢锭外包低碳钢套成Φ220mm挤压坯料进行热挤压开坯成Φ80mm棒材;经热轧至Φ18mm棒材;经固溶热处理、多道次冷拔加工、矫直和磨光,生产Φ13.5mm等冷拔银亮棒材。终确定的新生产工艺路线为:真空感应炉→真空自耗→均匀化热处理→热挤压开坯→热轧棒材→固溶热处理→冷拔成品→矫直→磨光。工艺研究结果如下:
(1)热加工工艺。GH350合金 塑性温度为:(1120~1130)℃;因钢锭真空自耗锭扒皮后Φ160mm左右,挤压Φ80mm棒材,因而挤压比为4∶1,考虑挤压变形抗力及热塑性因素,挤压加热温度为(1140±10)℃,热轧加热温度为(1130±10)℃。
(2)固溶热处理制度。根据1085℃不同保温时间显微组织,确定到温装炉,加热温度为:(1085±5)℃×(1.5~2)h,可获得满意的显微组织及晶粒度;冷却方式为快速水冷。
(3)冷拔工艺。总变形率为35%~40%,冷拔经4个道次,其中,第1个道次的变形率为12%~16%,第2个道次的变形率为13%~16%,第3个道次的变形率为9%~11%,第4个道次的变形率为5%~9%。冷拔前润滑处理,采用MoS2和液体石蜡混合的自制润滑剂,均匀涂抹于坯料表面。
Q550D高强板是先进航空发动机在700℃以上使用的高强度、高蠕变抗力紧固件用合金。该合金具有良好的耐腐蚀性能、优良的塑韧性,是目前使用温度 的高强度紧固件合金之一。因其具有优良的综合性能,除可做650℃~750℃服役的高强度紧固件外,也是涡轮叶片、涡 和飞机与飞行器着陆齿轮的理想选材。
Q550D高强板中Al、Ti、Nb、Ta等元素的总含量达8.4%,是高合金化的高温合金;高的合金化程度使其在冶炼凝固过程中易产生严重枝晶偏析和各种枝晶低熔点(共晶)脆性相;枝晶间低熔点脆性相会成为热加工过程中裂纹的萌生源,因而Q550D高强板是热加工过程变形抗力大、热加工塑性差的难变形高温合金。
Q550D高强板冷拔银亮棒材研制存在四方面技术难点:(1)锻造方面:热加工抗力大、塑性差、成型困难,在钢锭锻造过程中易劈头和开裂;(2)轧制方面:热轧过程中坯料棱角处易产生横向裂纹;(3)固溶热处理方面:Q550D高强板对热处理工艺参数十分敏感,因而热轧棒材加热温度和冷却速度十分关键;(4)冷拔方面:包括变形量分配及润滑,冷拔时随着变形量的累积,加工硬化效应显著,应力迅速增加造成冷拔成型困难,因而冷拔时每道次变形量需合理分配;在冷拔过程中因强度高,成型困难,易破坏模具,易出现表面划伤及搓衣板型磨损等表面缺陷,如果没有好的润滑措施,使冷拔工序无法顺利完成。
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近日,宝钢成功研发生产出了高强耐蚀复合花纹板。该产品具有外形美观、表面防滑等优点,首批产品应用在宝钢股份炼铁厂,受到好评。
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工矿企业人行通道、沟道采用普通花纹盖板,由于日晒雨淋、高温烘烤等原因,盖板锈蚀问题非常突出,企业需投入大量物力、人力进行定期防腐涂漆。目前市场上的不锈钢花纹板产品,虽然耐蚀,但其强度难以满足生产需要。
针对市场需求,宝钢中央研究院复合轧制团队发挥宝钢股份直属厂部复合轧制技术优势和梅钢轧制花纹板的技术优势,结合梅钢多年的花纹板生产、研发经验,根据奥氏体不锈钢特性和复合轧制技术特点,创造性地开发了复合花纹板的生产工艺,解决了复合轧制生产过程中的诸多技术问题,在梅钢1422产线一次性试制成功BHW01三层单面复合花纹卷。由不锈钢与高强钢复合的花纹钢板,在保证耐蚀性的同时,了花纹板的力学性能,兼具耐蚀、美观与优良力学特性。
首批产品应用于宝钢股份炼铁区域。现场员工们普遍反映,该产品外观、强度均好于普通花纹板,减少了日常维护工序,且使用寿命大大延长。宝钢高强耐蚀复合花纹板具有广阔市场应用前景,可根据用户工作环境,定制不同耐蚀材质、花样设计的品种,适用于化学船舶、海洋平台、专用车辆、轨道交通车辆、建筑幕墙、装潢装饰等具有腐蚀性工作区域。目前,已有国外企业提出订购意向。
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