【word】 AH36船板钢屈服强度不合格的原因分析及对策

【word】 AH36船板钢屈服强度不合格的原因分析及对策 AH36船板钢屈服强度不合格的原因分析及 对策 总第179期 2011年4月 南方金属 S0UTHERNMETALS Sum.179 April2011 文章编号:1009—9700(2011)02—0031—03 AH36船板钢屈服强度不合格的 原因分析及对策 刘富军,刘年富 (广东省韶关钢铁集团有限公司,广东韶关512123) 摘要:通过分析二轧厂屈服强度不合格的AH36船板钢拉伸试样的成分,金相组织情况,复查AH36船板钢的工 艺情况,对屈服不合格问题提出了多方面的改进措施.实践表明,在采取有效改进措施后,AH36船板钢的屈服强度 合格率由86%提高到了99%以上. 关键词:AH36船板钢;屈服强度;不合格;改进措施;效果 中图分类号:TG335.5文献标识码:B AnalysisofunqualifiedyieldstrengthofAH36hull platesteelanditscountermeasures LIUFu-jun,LIUNian—fu (ShaoguanIronandSteelGroupCo.,Ltd.,Shaoguan512123,Guangdong) Abstract:TheunqualifiedyieldstrengthofAH36hullplatesteelproducedatSISGmediumplateplantwasanalyzedby characterizingitscompositionandmicrostructure,andreviewingitsproductionprocess.Countermeasurestosolvetheprob— lemwiththelowyieldstrengthwasthenproposed.TheresultsindicatedthattheacceptancerateoftheAH36hullplatesteel withrespecttoitsyieldstrengthwasincreasedfrom86%to99%. Keywords:AH36hullplatesteel;yieldstrength;unqualification;countermeasure;effect U日lJ舌 造船钢板主要用于制造远洋,沿海和内河航行 船舶的船体结构,根据造船钢板材质可分为一般强 度船板和高强度船板.广东省韶关钢铁集团有限公 司二轧厂(以下简称二轧厂)目前主要生产包括A, B级一般强度和AH32,AH36高强度等4个级别船 板,规格从6,36mm,通过了中国,英国,美国,法 国,德国,日本,意大利,挪威,韩国等九国船级社的 工厂认可.二轧厂自从2004年底开始开发AH36级 船板,并顺利实现交货生产,至2010年7月份累计 生产了23万t,其性能一直较稳定. 最近,二轧厂生产的AH36船板出现屈服强度 低于标准下限现象,规格16,30mm,导致船板性能 合格率只有96.54%.为了查找原因,对AH36船板 生产进行跟踪,并取AH36钢板拉伸样进行相关的 金相组织试验,结合加热工艺,轧制工艺,冷却工艺 等方面进行综合分析. 1AH36船板生产工艺流程 二轧厂AH36船板生产具体流程为:120t转炉 一LF精炼一220ram/250mnl厚坯连铸一连铸坯精 整一加热—也500mm轧机轧制一层流冷却一矫直一 精整一取样,检验一标识一入库. 2钢板屈服强度不合格影响因素分析 AH36钢板属于低合金钢.根据低合金钢的组 织结构,有4种强化机制影响屈服强度,即:固溶强 收稿日期:2010—11—05 作者简介:刘富军(1974一),男,1998年毕业于华东冶金学院 及制造专业,经济师 32 南方金属 S0UrHERNMEnLS2011年第2期 化;形变强化;沉淀强化和弥散强化(也即第二相析 出强化);晶界和亚晶强化(也即细晶强化).其中固 溶强化是低合金钢最基本的强化方式,而沉淀强化 和细晶强化是目前低合金钢生产中提高其屈服强度 的最有效的手段. 影响低合金钢屈服强度主要在成分设计和轧制 工艺两个方面.成分设计是提高低合金钢屈服强度 前提,---$L厂AH36船板钢,主要采用C,Si,Mn元素 结合少量的Al,V微合金化元素.工艺设计方面,为 了充分发挥添加的化学成分和微合金元素在AH36 船板钢中的强化作用,还要结合合适的加热制度,轧 制和冷却工艺. 2.1AH36船板钢的成分情况分析 AH36船板钢既要求有较高的强度,也要求一 定的低温冲击韧性,因此,二轧厂采取中碳,钒微合 金化的生产模式.对AH36钢板屈服强度合格炉号 和不合格炉号进行拉伸试样的成分复检进行对比, 结果如表1所示. 表1成分对比分析% 从表1结果可以看出,合格炉号与不合格炉号 的成分是相近的,这表明AH36船板钢的屈服强度 不合格与成分波动无关. 2.2钢板的组织情况分析 对AH36船板钢不合格拉伸试样取具有代表性 炉号进行金相分析,其金相检验结果及对应的力学 性能如表2所示., 金相分析发现,AH36船板钢的铁素体晶粒级 别不高,只有7,8级水平,而且组织很不均匀.可见 AH36钢板由于晶粒未能在轧制中充分细化,均匀 化,对钢板最终的强度带来很大的负面影响. 表2屈服强度不合格的金相分析结果及力学性能情况 注:AH36船板钢标准要求:Reh>t355MPa,Rm490, 620MPa,A?22%.表中Reh为上屈服强度,Rm为抗拉强度,A%为断后 延伸率,F为铁素体,P为珠光体. 2.3加热,轧制及冷却工艺情况分析 对于钒微合金化的AH36船板钢,正常加热温 度为1150,1250?时足以使钒处于溶解状态,从而 保证在正常轧制时钒的碳氮化物在奥氏体转化为铁 素体的相变过程之中或冷却过程中析出.二轧厂的 AH36船板钢是采用双炉进行生产,板坯加热时间 一 般为3.5h左右.而由于近段时间生产节奏加快 及其它因素的影响,部分钢坯采用了单炉生产,钢坯 实际加热时间为2.5,3.5h.研究表明…,加热时 间与屈服强度()存在一定的关系:.=171+ 594Ceq一1.035h+10.2t,式中:Ceq为碳当量,%;h 为钢板厚度,mm;t为加热时间,h.从加热时间和屈 服强度的关系可知,当加热时间不足时,由于微合金 元素钒的溶解不充分,容易造成在后续轧制和冷却 阶段不能有效形成钒的碳氮化物而影响屈服强度. 厚度为l6,30mm的AH36船板钢都是采用控 制轧制的方式进行生产的,精轧开轧温度一般控制 在940oC以下.对屈服强度不合格炉号的轧制工艺 进行复查发现,精轧开轧温度都控制在930oC以下, 符合工艺控制制度.然而在后续的AH36船板钢生 产工艺跟踪却发现,轧机前后的测量仪显示的温度 与手持温度温度计存在较大的偏差,经鉴定为轧机 前后的温度比实际的温度偏低,这表明部分AH36 船板钢的精轧开轧温度可能超过了950oC,即精轧 处在部分动态再结晶区进行了轧制.考虑到二轧厂 的矫直机能力的限制,一般要保证较高的开矫温度 才能获得良好的板形,因此在冷却工艺上是采用较 高的终冷温度,冷却速率也是较低的. 第179期刘富军,等:AH36船板钢屈服强度不合格的原因分析及对策 33 从成分复检,金相组织分析结合加热工艺,轧制 工艺和控冷工艺的分析情况来看,造成AH36船板 钢屈服强度不合格的原因是细品强化及沉淀强化机 制发挥不充分,具体原因则为:一方面,由于加热时 间的减少,导致微合金元素钒的溶解不充分,在加热 奥氏体化过程中钒合金溶解较少,导致在后续的轧 制相变过程中形成微合金碳化物,氮化物或碳氮化 物等数量较少,在冷却过程中,对应的第二相析出数 量较少,导致析出强化作用极大削弱.另一方面由于 为了保证板形,冷却工艺有所调整,终冷温度偏高, 冷却速率降低,导致在冷却时析出的第二相数量较 少,沉淀强化作用不够.另外,由于温度测量仪的偏 差造成钢板处在部分动态再结晶区进行轧制,使得 成品钢板晶粒粗大,均匀性较差. 3改进措施及效果 针对二轧厂AH36船板钢屈服强度问题制定了 以下三方面改进措施:一是恢复双炉生产,以此保证 足够的加热时间,充分保证钒微合金元素的溶解;二 是校正矫直机前后的高温计,确保精轧开轧温度处 在未再结晶区进行,有利于细化铁素体晶粒;三是确 保终冷温度,保证碳氮化钒第二相的充分析出,充分 发挥析出强化的作用. 采取以上措施后,有效改善了AH36船板钢的 屈服强度,屈服强度的富余量有较大提高,改进后其 屈服强度合格率达到了99%以上,其它各项性能指 标也有了不同程度的提高,改进前后的AH36钢板 性能指标对比情况如表3所示. 表1改进前后二轧厂AH36船板钢性能指标(均值】对比情况 4结论 1)通过分析不合格AH36船板钢拉伸试样的金 相组织,成分及加热工艺,轧制工艺,冷却工艺情况, 及时查找到造成钢板屈服强度不合格的原因. 2)调整加热工艺制度,确保了AH36船板坯在 炉加热时间,有效保证了微合金元素的充分溶解. 3[标签:快照]