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近年来,随着高强度钢板材料越来越广泛的运用于生产生活的各个领域,材料失效问题也日显突出。材料失效主要是指机械构件由于尺寸、形状或材料的组织与性能发生变化而引起的机械构件不能完满地完成预定的功能。归纳起来,大致可以分为三类:断裂、磨损、腐蚀。
1、断裂
根据断裂之前材料变形量的大小,可以分为韧性断裂和脆性断裂。韧性断裂发生之前会有明显的形变量及形变过程,脆性断裂则几乎不存在形变量,断裂过程极短,由于其发生具有突然性所以往往破坏性较大。
在日常生产生活中,为常见的莫过于疲劳断裂,长时间的应力循环作用下,材料出现断裂;其次,还有一种常见于试验室的材料断裂失效模式,又称静载断裂,通常见到的拉伸断裂即属于此种断裂,相对于疲劳断裂而言,生产生活过程中出现的几率要小很多
2、磨损
机件经常在高速、震动、超负荷等工况下工作,机械之间由于表面摩擦导致材料磨损而终导致材料失效。
材料的磨损失效通常可以分为五类:磨粒磨损、黏着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。其中,磨粒磨损为常见,机件运转过程中,由于外界硬质颗粒介入或者接件本身凸起状物引起的磨损都是磨粒磨损,高强度钢板材料表面脱落物也属于磨粒磨损范畴。
磨损与摩擦相伴相生,生产中通常采用以下措施:一是接触面涂抹润滑油,提高光洁程度;二是在不影响正常生产的情况下,用焊机将机件焊到一起,减少机件的相对运动从而减少摩擦,进而减少磨损;三是为减少摩擦,可减少接触面的面积以及较小所受载荷,以此减小摩擦力;此外,也可通过探索提高材料的屈服强度。
3、腐蚀
高强度钢板材料的腐蚀是由于材料与周围介质相互接触发生化学及电化学反应。高强度钢板材料的腐蚀多种多样,宏观上分为腐蚀和局部腐蚀,在日常各类腐蚀事故中,基本以局部腐蚀为常见,局部腐蚀又可分为应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀等。
黑龙江大兴安岭景博钢材有限公司坚持“发展科技拓市场,强化质量铸品牌,严格管理增效益,诚信为本誉天下 ”的工厂方针,发扬“诚信、团结、敬业、创新”的企业精神,竭诚为广大 耐磨板用户提供优质的产品和满意的服务。
高强度结构钢板被广泛应用于工程机械和煤矿机械行业,厚度以4mm~80mm为主,其中20mm以下厚度钢板绝大多数被应用于工程机械行业。20mm以上厚度钢板主要为中厚板类产品,多数应用于煤矿机械行业。
目前国内在生产高强度结构钢板时,多采用TMCP或TMCP+回火的方式,且生产规格和级别均较低。对于较厚规格的Q690及以上级别产品,只有极少数企业通过加入较多的合金元素并使用调制的方式生产,而国外则大部分是以调质的方式生产。采用TMCP或TMCP+回火的方式较厚规格的Q690及以上级别产品时,得到的低温冲击功值较低,力学性能波动性较大。采用淬火+回火的调质方法生产,能够较好解决以上问题。利用其研发淬火机的优势,成功开发出Q690~Q960级别4mm~60mm厚高强度结构用调质产品,尤其是规格4mm~10mmQ690~Q960产品,填补了我国高强度结构用调质钢板薄规格生产的空白。
该类产品的特点主要体现在以下几个方面:
不同钢板厚度规格采用不同的化学成分体系
目前国内在生产调制产品时,对不同厚度规格的产品主要采用折中的化学成分。这样使得在生产薄规格产品时,由于钢板极易被淬透,从而造成了对资源的浪费。而在生产厚规格产品时,又由于加入的合金元素富余量不多,从而使由于厚度的增加而引起的“厚度效应”比较明显,性能的波动性较大。通过对不同厚度规格的产品采用不同的化学成分体系,在薄规格上尽量采取“以水代合金”的方法来减少合金元素的添加,在厚规格时通过合理的合金元素的添加来提高钢板的性能。
(2)不同钢板厚度规格采用不同淬火制度
长期以来,淬火制度对钢板性能的影响一直未被国内大多数钢厂重视。传统观点认为,淬火时只要在奥氏体温度以上保温一定时间即可。通过研究发现,钢板的淬火制度对后续的冷却过程有较大的影响。随着厚度规格的增加,淬火温度及其淬火保温时间也应当相应调整,才能既保证钢材充分奥氏体化,从而为得到良好的综合力学性能提供保障。
(3)适度细化原始奥氏体晶粒的思想
研究发现,细化原始奥氏体晶粒是提高高强结构用调质钢板低温冲击韧性的 途径,尤其是对于960MPa及其以上级别的产品更为明显。通过合金元素的合理添加和轧制、轧后冷却制度的控制,适度细化原始奥氏体晶粒,不但极大提高了其低温冲击韧性,而且还确保焊接时热影响区的急剧粗化而引起钢板性能的恶化。目前,该类产品正在南钢、涟钢得到推广,已初步取得成效,为实现低成本减量化的钢铁材料开发应用奠定了基础。
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