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合金管坯高温力学性能研究

来源:http://www.tjsdxd.cn浏览: 发布日期:2014/6/4 13:17:28
合金管是国内首次采用短流程工艺(EAF-CSP)生产热轧薄板的企业,其开发的SPA-H集装箱板属于耐候钢,是通过在普通钢中添加一定量的合金元素(Cu、P、Cr、Ni等)制成的一种低合金钢。集装箱板在制造过程中**常见的缺陷是冷弯开裂,而这种冷弯性能不合格将会直接影响产品质量和经济效益。在前期的研究中,通过对大量冷弯裂纹试样进行组织形貌观察和统计分析,发现产生冷弯裂纹的主要原因是由于成品样中存在皮下微裂纹,而这种皮下微裂纹主要源自铸坯裂纹。连铸坯裂纹产生的原因比较复杂,但其**本质的影响因素主要是高温凝固过程中的力学行为,只有对铸坯高温力学性能有了充分的认识,才能在设备设计及工艺操作上采取正确的对策,减少连铸坯裂纹的产生。本文采用铸态试样,在热力模拟试验机上进行高温拉伸试验,测试了不同气氛条件下铸坯的高温力学性能,为指导集装箱板的生产实践提供理论依据。 实验材料取自珠钢生产的SPA-H集装箱板薄板坯,其化学成分(质量分数,%)为:0.045C,0.40Si,0.008S,0.076P,0.41Mn,0.12Ni,0.41Cr,0.25Cu。试样取自铸坯的中部且靠近上表面,试样长度方向平行于拉坯方向,通过机加工切削成Φ10mm×120mm两端带台阶的圆柱形拉伸试样。高温拉伸试验在MMS-200热力模拟试验机上进行,分别在氩气保护气氛和大气气氛条件下按图1所示温度控制曲线升温,到达1250℃后保温0.5min,然后以3℃/s的速率冷却到试验温度(氩气保护气氛:950~1250℃,大气气氛:950~1150℃),每隔50℃取一个预定的变形温度,保持3min后在该温度下以1×10-3/s的应变速率进行拉伸试验。另外,为了考察氩气保护气氛条件下不同变应变速率(1×10-4~1/s)对热塑性的影响,在其他条件不变的情况下,拉伸温度固定在1100℃进行高温拉伸试验。 在氩气保护气氛条件下,应变速率为1×10-3/s时,950~1250℃断面收缩率都大于70%,具有良好的塑性;同时,断口形貌显示出大小深浅不一的韧窝,属于典型的韧性断裂。在大气气氛条件下,随拉伸温度的升高,试样的断面收缩率呈减小的趋势,当拉伸温度超过1050℃后,断面收缩率迅速减小,并在1100℃时取得**小值,只有40%左右,温度超过1100℃后,断面收缩率有所回升。显微组织分析得出,这主要是因为氧化形成的Cu的富集相沿晶界向钢内部浸润,降低了铸坯的高温塑性。在氩气保护气氛条件下,应变速率对试样的高温力学性能有一定影响,随着应变速率的增加,断面收缩率基本上呈增加的趋势。

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