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          世界各國低合金鋼板發展狀況

          低合金鋼板發展狀況
          低臺金高強度鋼已有100多年的歷史.早在1867~1874年美國就已將含鉻的鋼用于一些橋梁的某些構件。但是直到1900年以前,最廣泛用于結構件的仍然是抗拉強度約為415MPa的低碳鋼。1902年~1906年,美國為了減少橋梁支承構件的數量和尺寸曾使用含鎳3.25%的鋼。雖然這種鋼從強度的角度來說可以滿足鉚接結構的要求.但從經濟上看相對較貴。1915年美國開發了用于橋梁構什的含錳1.6%的鋼。

          同樣,歐洲一些國家的低合金高強度鋼也有了很大發展。英國為了減輕船體重量以提高海運能力和減少費用曾開發和使用了高硅錳含量的鋼。德國于1933年使用加入硅、錳和銅的高強度鋼制造了第一臺重量輕的蒸汽火車。

          最早的現代低合金高強度鋼是美國開發的“Cor-ten”(科爾坦耐大氣腐蝕低合金高強度鋼)。這種稱為“耐大氣腐蝕鋼”的不斷發展,滿足了日益提高的嚴格要求。

          從低合金高強度鋼的發展來看.20世紀20年代以前基本上以抗拉強度作為主要設計基礎,結構制造主要采用鉚接,以碳(含量最高達0.3%)和加入錳、鉻、鎳、硅等單一合金元素強化。20年代以后.結構制造廣泛采崩焊接技術。屈服強度成為設計的基礎.并要求鋼具有良好的焊接性能。因此一般采用降低碳含量和碳當量.及通過熱處理來獲得良好的綜合性能。同時,合金化也向多元素發展.從加入一種臺金元素發展到加入兩種、三種或更多。由于低合金高強度鋼良好的綜合性能和經濟通用性,所以使用范圍越來越廣,對其要求也越來越高。60年代以來,微合金鋼的開發和冶金生產工藝技術的重大進步.兩者之間的相互促進,使低合金高強度鋼又有了新的發展。雖然早在30年代和40年代就已證實了鈮和釩在鋼中的重要作用.但直到60年代初這種鋼才被廣泛用于制造結構構件。70年代初,為了滿足汽車工業發展的需愛,開發了具有良好成形性能和點焊性能的低碳微合金鋼。以控制軋制技術和微合金化冶金學為基礎,形成了“現代低合金高強度鋼”的新概念。冶金生產工藝技術的進步.通過材質凈化、晶粒細化、組織優化、基體強化,大大提高了低合金高強度鋼的綜合力學性能和工藝性能.同時也促進了新型低合金高強度鋼的開發,如雙相鋼、IF鋼(無間隙原子鋼)等等。

          進一步降低碳含量和碳當量,以及微合金化仍然是目前低合金高強度鋼成分設計的主要特點。由于碳對鋼的韌性、焊接性能和成形性能的有害影響,要求大大降低鋼中的碳含量,當前采用有效的脫碳技術已在大生產的基礎上使碳降至O.0010%。微合金化通過影響晶粒度、析出物和基體組織不但提高鋼的強度和韌性.還可大大提高其綜合性能。最廣泛使用的微合金化的元素是鈦、釩和鈮?,F代低合金高強度鋼的冶煉要求高純凈度和高精度。其中鐵水預處理、爐外精煉是提高鋼水純凈度的關鍵技術。通過優化冶煉工藝流程,目前最先進的水平可以達到:碳0.0010%~0.O020%;氮0.0010%~0.0020%;氫0.00005%~0.0001%;氧0.0005%~0.0010%:磷0.0010%~0.0020%;硫0.0003~0.0005%.并且(碳+硫+磷十氮士氧+氫)不大于0.0060%。

          現代低合金高強度鋼通常采用鐵水預處理一一轉爐頂底復合吹爍或超高功率電爐—爐外精煉—連鑄—控制軋制、控制冷卻的生產工藝,高的純凈度和嚴格的成分控制保證了低合金高強度鋼的性能穩定。根攫不同用途的要求,鋼水采用吹氬、噴粉、真空脫氣等爐外精煉工藝。以實現脫氣、成分均勻化、合金微調和夾雜物形態控制。低臺金高強度鋼現在幾乎都采用連鑄工藝。采用連鑄不但可以提高產量和收得率,并且可以提高鋼坯質量。緩流澆注和適宜的二次冷卻可得到均勻的凝固組織、低頻、大振幅電磁攪拌有利于擴大等軸凝固區。連鑄工藝為微鈦處理鋼和其他微合金鋼的生產提供了保證。此外,薄板坯連鑄連軋工藝已用于低合金高強度鋼生產。目前很多低合金高強度鋼已采用控制軋制和控制冷卻技術,其可以通過細化晶粒和析出強化兩種強化機制顯著地提高鋼的強度和改善鋼的韌性及焊接性能。

          國外低合金高強度鋼的生產無論是成分設計還是工藝技術都已進入成熟的階段.應用領域也在不斷擴大。在一些重要的或使用條件惡劣的領域,低合金高強度鋼也占有不可取代的一席之地。

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