Q345D合金钢板设计

摘要:采用Ti-Cr-B微合金化成分设计、奥氏体再结晶区直接轧制及淬火加低温回火的热处理工艺,开发出低成本的NM400耐磨钢板利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对其组织、性能、断口形貌及析出物进行了研究结果表明:试验钢的组织主要为高密度位错板条马氏体及分布在板条上的碳化物;抗拉强度1400MPa,表面硬度HV450,-40冲击功在60J以上;钢板淬透性好,厚度方向硬度分布均匀;除固溶强化和细晶强化外,马氏体板条上的大量位错以及10nm左右的Ti(C,N)析出颗粒起到强烈的硬化作用;经能谱分析,断口韧窝处存在的第二相粒子主要为MnS和Al2O3颗粒, 尺寸在2m左右。 上图为NM400耐磨钢板，规格为20*2700*6900与高锰钢、耐磨铸铁等耐磨材料相比,低合金耐磨钢板具有更为优良的强韧性和耐磨性,成本相对较低;NM400由于具有高硬度和良好韧性,同时又具有可焊性及可加工性,因此得到广泛应用，国外这种耐磨钢板的的销量一路看好，目前国内一些钢厂也开始逐渐投入此种耐磨钢板的生产和研发中，旨在降低合金添加种类和含量，降低生产成本，提高冲击韧性，在C-Mn钢的基础上采用Ti-Cr-B微合金化的成分设计,在不添加Mo,Ni等贵重金属元素的条件下,充分利用C的固溶强化作用和Mn,Cr和B能提高钢的淬透性的特点,以及Ti具有细化晶粒及析出硬化作用,采用奥氏体再结晶区直接轧制以及淬火加低温回火的热处理工艺,开发出一种低成本的NM400耐磨钢板,在保证高硬度的同时还获得了良好的低温冲击韧性。1试验钢的成分及工艺采用真空感应熔炼获得150kg钢锭,将其锻成80mm120mmL的方坯,其化学成分(质量分数,%)为:C0.18~0.20,Si0.2~0.5,Mn1.2~1.6,P0.015,S0.003,Ti0.015~0.02,Cr0.18~0.20,B0.002,Al0.02~0.04,O0.0045,N0.0045,Fe余量。将方坯加热至1200,保温120min,在450mm热轧试验机组上采用奥氏体再结晶区直接轧制工艺进行热轧，开轧温度为1100~1050,终轧温度950,累计压下率70%,压下规程为80mm61mm43mm31mm23mm17mm14mm12mm,轧后空冷至室温热处理采用淬火+低温回火工艺,奥氏体化温度范围为900~950,保温20~40min后水淬,回火加热温度为200~300,保温30~50min后空冷至室温用HV-50A型维氏硬度计测量宏观硬度,在液压式 材料试验机上进行拉伸试验,在Instron250HV型落锤冲击试验机上进行低温冲击试验,用LEICA-DMIRM多功能光学显微镜和JSM-5500LV扫描电镜对显微组织及断口进行观察,利用透射电镜对试样组织的精细结构进行观察。2试验钢的力学性能经奥氏体再结晶区轧制及淬火回火处理后,试验钢的表面硬度达到HV450以上,抗拉强度达到1460MPa,屈服强度为1160MPa,延伸率为15%,-20和-40的冲击韧度分别为66和62J;可见试验钢具有良好的硬度和韧性匹配，该试验钢在拉伸变形时无屈服平台,具有较强的连续屈服能力;钢板在厚度方向上硬度分布均匀,良好的淬透性使钢板心部也能保持较高硬度,可有效抵抗磨损而延长使用寿命。3试验钢的微观组织3.1显微组织如图1所示,试验钢的显微组织主要为回火马氏体组织原晶粒内部被分割成多个不同延伸方向的马氏体束,见图1a中白色箭头所指区域;同时可以观察到衬度不同马氏体块,见黑色箭头所指区域细小碳化物弥散分布在板条内部和板条之间经XRD检测,没有检测到残余奥氏体组织从表面、厚度方向1/4处、心部的显微组织中可以看出,由于Mn,Cr,B等元素的添加,钢板表面到心部的马氏体组织较为完全,晶粒大小差别不明显,表面组织更为均匀 图（1）试验钢的光学显微组织（a）表面组织（b）厚度方向1/4处组织（c）心部组织用透射电镜进一步观察试验钢的显微组织,如图2所示:马氏体板条平行分布,尺寸一般在0.2m左右,板条上分布着大量碳化物及析出颗粒,高密度的位错纠缠在一起，以间隙式溶入的饱和碳原子强烈地引起点阵畸变,形成以碳原子为中心的应力场,这个应力场与位错发生交互作用从而使碳钉扎位错,起到主要的硬化作用此外,渗碳体的弥散析出使马氏体晶体内产生超显微结构的不均匀性,对硬化亦有一定的作用,但作用远小于碳的固溶试验钢中的碳化物呈棒状和细片状,至少指向三个方向,见图2b中箭头所指;低温回火时渗碳体在马氏体板条中形核,沿马氏体的(110)惯习面长成细片状,并与基体有确定的晶体学关系:(001)(211),[100][011],[010][111]如图3a所示,试验钢的碳化物宽约10~30nm,长约50~100nm 图（2）试验钢的透射照片(a)马氏体板条;(b)碳化物分布;(c)高密度位错 3.2析出物由试验钢的力学性能及图1、图2可知,试验钢经淬火及低温回火后获得了板条状的回火马氏体组织,组织细小均匀,表现出良好的强韧性，前面已经提到过试验钢中碳的固溶引起了强烈的化作用,同时Ti元素的添加可细化晶粒,产生硬化;另外,析出物的硬化作用也不容忽视，由图3可以看到,在马氏体板条内部除弥散分布的渗碳体外,还分布着细小的Ti(C,N)析出颗粒,尺寸在10nm左右，一般来讲,尺寸在50nm以上的Ti(C,N)析出物主要起钉扎奥氏体晶界的作用,对硬化作用贡献不大,在试验钢中该类型析出物并未找到;而10nm左右的小尺寸析出物可以起钉扎位错的作用,阻止位错移动,对强度和硬度的提高贡献较大,在试验钢中该类型的析出物是弥散分布的。 图（3）析出物及对应成分3.3断口分析图4为拉伸断口形貌从宏观上看断口为杯锥状韧性断口,纤维断口区域较大,发生了较大塑性变形,没有明显裂纹及夹杂物;从微观上看断口处韧窝较深且分布均匀,韧窝处存在细小的夹杂物颗粒, 尺寸在2m左右,经能谱分析,细小的夹杂物多为硫化物夹杂和氧化物夹杂。图5为试验钢在-20下的冲击断口形貌从剪切唇和纤维区所占比例来看断口为韧、脆混合断口;从微观上看,韧窝与解理面同时存在,有较高的撕裂棱,说明裂纹扩展过程中在裂纹 的钝化和扩展中吸收了较大的能量，韧窝处存在0.5~2m大小的夹杂物,形态不一;经能谱检测,夹杂物成分主要为Al,Si,S,Mn分析表明,夹杂物为MnS和Al2O3等,主要是由于冶炼过程中夹杂的带入使钢中产生硫化物、氧化物、铝酸盐等脆性相;同时,由于冶炼时残留下来的少量稀土元素与硫、氧的亲和力较强,存在于夹杂中,能增加夹杂物与晶界抵抗裂纹形成与扩展的能力。 图（4）拉伸断口形貌及夹杂物能谱 图（5）冲击断口形貌及夹杂物能谱4结论1)通过微合金化的成分设计,不添加Mo,Ni等贵重金属元素,采用直接轧制及淬火加回火工艺得到以板条马氏体为主要组织的低成本NM400耐磨钢板;抗拉强度为1460MPa,屈服强度为1160MPa,延伸率为15%,-20和-40的冲击功均在60J以上。2)钢板淬透性好,表面维氏硬度超过HV450,厚度方向硬度分布均匀3)除C的固溶强化作用和Ti的细晶强化作用外,尺寸在10nm左右的Ti(C,N)析出颗粒弥散分布,从而钉扎位错也产生强烈的硬化作用4)拉伸断口和冲击断口韧窝处存在MnS和Al2O3脆性粒子,但尺寸细小,通过控制冶炼过程中的杂质可有效提高该耐磨钢板的强度和韧塑性.在北京耐默科技有限公司，这种NM400钢板耐磨性、抗冲击性能都很好，深受用户的喜爱和信任；公司产品以其优异的性价比得到了冶金、水泥、矿山、火电、玻璃等行业的广泛认可。本公司对于客户不同尺寸要求的耐磨钢板可根据用户图纸下料，加工，制作。使客户的板材损耗率为零。

本公司主要销售热轧带钢、冷轧带钢、中宽带、镀锌带钢、光亮带钢，黑退带钢、热轧板、冷轧板、镀锌板、中厚板、翼缘板、止水带钢、锰板、镀铝锌板、扁钢等各种钢材。济南鼎信立业物资有限公司以山东钢铁集团、河北钢铁集团为依托，主要经营热轧卷板、中厚板、型钢，线材，度钢板、船用钢板、锅炉容器钢板，冷板、及工角槽钢等产品。产品有Q345B低合金角钢,Q345B低合金槽钢,Q345B低合金工字钢、Q345B低合金H型钢,Q345B低合金钢板，Q345CD角钢、Q345D槽钢、Q345D工字钢、Q345DH型钢等系列产品。阜阳NM400钢板厂 种类规格 主要分为等边角钢和不等边角钢两类，其中不等边角钢又可分为不等边等厚及不等边不等厚两种。 角钢的规格用边长和边厚的尺寸表示。目前国产角钢规格为2—20号，以边长的厘米数为号数，同一号角钢常有2—7种不同的边厚。进口角钢标明两边的实际尺寸及边厚并注明相关。一般边长12.5cm以上的为大型角钢，12.5cm—5cm之间的为中型角钢，边长5cm以下的为小型角钢。 进出口角钢的定货一般以使用中所要求的规格为主，其钢号为相应的碳结钢钢号。也是角钢除了规格号之外，没有特定的成分和性能系列。 等边角钢矢量图： 角钢的交货长度分为定尺、倍尺两种，国产角钢的定尺选择范围根据规格号的不同个范围。产角钢的长度选择范围为6—15m。 不等边角钢的截面高度按不等边角钢的长边宽来计算。指断面为角形且两边长不相等的钢材。是角钢中的一种。其边长由25mm×16mm～200mm×l25mm。由热轧轧机轧制而成。一般的不等边角为4-18mm 不等边角钢广泛应用于各种金属结构、桥梁、机械制造与造船业、各种建筑结构和工程结构，如房梁、桥梁、输电塔、起重运输机械、船舶、工业炉、反应塔、容器架以及仓库等原材料现货市场铁矿石：继续涨昨普指涨2.25美金，商家盼涨心态依旧，钢厂采购特别的无奈，因为贸易商总是在不断高要，而内粉性价比又优于外矿，市场易涨难跌没有改变，预计明铁矿石小幅偏强运行。废钢：主稳个调废钢受成材下跌以及环保影响困难，钢厂到货一般，钢厂利润进一步压缩，拉涨废钢意愿较低，不过市场资源比较紧缺，废钢进入涨跌两难局面，预计明废钢价格震荡运行。一旦需求不能一直超预期向好，供应端的压力就会显现。螺纹价格在经过连续大幅上涨后，下周或将面临一定的压力，重点关注一季度宏观及行业数据。热卷方面，本周公布的3月份汽车产销及挖机销售数据均环比，下游需求，整体库存降幅较上周相比有所扩大，社库及厂库均明显低于去年同期。 市场对钢铁出口的提防和贸易保护的抬头反应了一个更大的问题，那就是我国钢铁行业结构的不平衡。从钢铁进出口数据看来，我国出口的钢材吨钢材中则以优特钢为主，这就表明出口产品结构化是塑造品牌的必然选择。杭州、济南等地吨价一周下跌20元至80元，而福州、昆明市场则价格略有上涨。在京津冀市场，“”过后，商家开始试探性拉涨，成交也有放量。但是，工地复工比较，需求释放有限，加之新资源又有抵达，商家无奈只得再度降价促销。商学院钟蓉在直播中讲解线上推广优势，线下渠道裂变，让更多经销商家人们快速线上新零售和提供转型升级新思想。在整个线上酷家乐教学直播中，全程结合经销商家人们的实际出发，层层讲解背景墙设计的难点，一步一点，分析，干货满满，为我们的经销商家人们带来更多实质性的设计帮助和。 上一篇:审核中