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合金42CrMo圆钢冲击性能的改进措施

作者:www.40cryg.cn 发布于:2021/2/4 8:29:40 点击量:

S355J2是一种欧标出口低合金42CrMo圆钢当轧制5mm的厚规格合金42CrMo圆钢时,容易出现产品冲击韧性不合格现象。采用金相分析等手段,对造成合金42CrMo圆钢冲击性能不合格的原因进行分析,混晶以及大颗粒TiN夹杂是导致其低温冲击性能不合格的直接原因。相关改进措施有以下三种:

1、Nb微合金化

在原成分体系基础上,钢中添加适量的Nb元素,Nb能够有效抑制奥氏体再结晶,固溶状态下的Nb原子会推迟奥氏体再结晶的发生,且在轧制过程中碳氮化物的析出,能够强烈抑制再结晶的发生,提高钢的再结晶温度。含Nb钢在较高的轧制温度下,能够进入未再结晶区轧制,使奥氏体晶粒沿轧制方向伸长,变形晶粒内的变形带分割了奥氏体晶粒,增加了奥氏体的晶界面积,奥氏体向铁素体转变时的成核点增多,从而细化了铁素体晶粒,同时减少了混晶的发生,使合金42CrMo圆钢的强韧性提高,在低温下具有较高的冲击功。

2、轧制工艺

粗轧阶段采取高温大压下的轧制策略,将粗轧阶段10道次缩短为7道次,保证有两道次压下率在18%以上,单道次压下量保证有两道次在28mm以上。通过粗轧阶段的强力大压下,促进了管坯全厚度断面上变形深入,进而促进了管坯心部发生再结晶,保证了中间坯晶粒均匀、细小。这样,在最终轧制厚规格成品合金42CrMo圆钢的过程中,为成品合金42CrMo圆钢获得均匀、细小的晶粒奠定了条件,避免严重混晶现象和尺寸异常晶粒的出现。

3、化学成分调整

原有的成分体系中,Ti元素的作用是为了抑制合金42CrMo圆钢表面星裂等缺陷的产生,其质量分数在0.35%以下时,对钢材的强度提高作用不大,但是TiN元素在钢中形成的大颗粒块状夹杂能够显著影响钢材的低温冲击性能,对于5mm厚的合金42CrMo圆钢铸坯到成品的压缩比在20倍以上,合金42CrMo圆钢表面出现缺陷的概率大大降低,因此钢中不添加Ti元素不会对钢的强度和表面质量产生较大影响。

综上,通过Nb微合金化、减少轧制道次、不添加Ti元素等技术措施,消除混晶和TiN夹杂,有效地改善了5mm厚S355J2合金42CrMo圆钢的低温冲击性能。


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