B元素對(duì)EQ47力學(xué)性能影響及解決方法

摘 要：EQ47作為海洋工程用鋼，不僅需要較高的強(qiáng)度，也需要較好的韌性。沙鋼針對(duì)EQ47熱的生產(chǎn)，給出了新成分煉鋼、新的軋鋼工藝，然后分別進(jìn)行常溫淬火調(diào)質(zhì)處理、亞溫淬火調(diào)質(zhì)處理和高溫淬火調(diào)質(zhì)處理等一系列的熱處理實(shí)驗(yàn)調(diào)試力學(xué)性能，最終確定只有在高溫淬火調(diào)制處理時(shí)，才能避開(kāi)硼對(duì)性能的損害，得到了良好的機(jī)械性能。

關(guān)鍵詞：EQ47；力學(xué)性能；調(diào)質(zhì)處理；硼析出

在海洋之中進(jìn)行鉆井機(jī)采油作業(yè)會(huì)遇到大風(fēng)、大浪以及鉆井設(shè)備震動(dòng)等多種力量的影響，這就要求在鉆井平臺(tái)必須使用強(qiáng)度及韌性較好的材料制造。EQ47作為調(diào)質(zhì)鋼，擁有較高的強(qiáng)度及韌性。由于其生產(chǎn)工藝的特殊性，EQ47化學(xué)成分中碳含量偏低，為了保證其淬透性添加了一定量的B元素，并對(duì)其分別進(jìn)行了常溫淬火調(diào)質(zhì)處理、亞溫淬火調(diào)質(zhì)處理和高溫淬火調(diào)質(zhì)處理。

1 成分

化學(xué)成分見(jiàn)表1。EQ47化學(xué)成分中碳含量偏低，為了保證其淬透性添加了一定量的B元素。

2 力學(xué)性能及分析

2.1 常溫淬火試驗(yàn)

2.1.1 常溫淬火的力學(xué)性能見(jiàn)表2。

分析：從表2可以看出，在920℃淬火進(jìn)行系列溫度調(diào)制處理的強(qiáng)度均滿(mǎn)足產(chǎn)品要求，但其韌性沖擊吸收能量較小，即便有滿(mǎn)足要求的也不穩(wěn)定。

2.1.2 常溫淬火的金相組織見(jiàn)圖1。

分析：結(jié)合金相組織圖1可以看出，淬火后顯示的金相組織還是符合要求的，這就反映了強(qiáng)度符合要求，沖擊吸收能量不符合要求是受到硼析出物長(zhǎng)大的影響。

2.2 亞溫淬火試驗(yàn)

2.2.1 熱軋板亞溫淬火加回火的力學(xué)性能見(jiàn)表3。

分析：從表3可以看出，在亞溫淬火進(jìn)行系列溫度調(diào)制處理的強(qiáng)度不滿(mǎn)足產(chǎn)品要求，但其韌性沖擊吸收能量變大。

2.2.2熱軋板亞溫淬火加回火的金相組織見(jiàn)圖2

分析：從圖2可以看出，是淬火溫度較低，組織不能淬透，存在大量的鐵素體組織，還有一些貝氏體組織，這就造成表4強(qiáng)度不符合要求。

2.3 高溫淬火試驗(yàn)

2.3.1 高溫淬火加回火的力學(xué)性能見(jiàn)表4。

分析：從表4可以看出，經(jīng)940℃高溫淬火后的強(qiáng)度結(jié)果和低溫沖擊韌性均滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3.2 高溫淬火加回火的金相組織見(jiàn)圖3。

分析：從圖3可以看出，經(jīng)940℃高溫淬火后，得到了很好的淬火組織。

從表4和表2的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出：經(jīng)940℃高溫淬火后的強(qiáng)度結(jié)果和低溫沖擊韌性均滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，也得到了很好的淬火組織，較920℃淬火的沖擊吸收能量結(jié)果大有改善。這是高溫將硼的析出物固熔掉一部分或此溫度已經(jīng)超出硼的析出長(zhǎng)大溫度范圍。因此，EQ47在經(jīng)過(guò)660℃回火情況下，得到了性能強(qiáng)度和低溫韌性均滿(mǎn)足產(chǎn)品要求，所以對(duì)此成分，應(yīng)該進(jìn)行940℃高溫淬火加660℃回火，這樣才能得到很好的力學(xué)性能。

3 結(jié)束語(yǔ)

添加硼元素往往會(huì)影響鋼板的低溫沖擊韌性，找出合理的熱處理工藝避開(kāi)硼對(duì)低溫沖擊的損害。對(duì)本次試驗(yàn)的EQ47成分，得出以下結(jié)論：（1）由于硼的添

加，920℃常溫調(diào)質(zhì)處理，有硼析出物形成并長(zhǎng)大，造成鋼板的低溫沖擊性能不穩(wěn)定；（2）亞溫淬火調(diào)制處理，雖然避開(kāi)了硼的析出，但淬火溫度過(guò)低，組織不能淬透，造成強(qiáng)度偏低；（3）添加硼元素后，在940℃高溫淬火調(diào)制處理，即可消除硼對(duì)性能的有害影響，得到良好的性能。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T 1591-2008.低合金高強(qiáng)度鋼[S].

[2]余宏偉，王孝東.硼的添加對(duì)SS400鋼性能和組織的影響[J].CJFD.