低合金高強(qiáng)耐磨材料Bisplate320的特點(diǎn)

（海洋石油工程股份有限公司，山東 青島 266520）

低合金高強(qiáng)耐磨材料Bisplate320的特點(diǎn)

景 迪，徐現(xiàn)東，趙順利

（海洋石油工程股份有限公司，山東 青島 266520）

低合金高強(qiáng)鋼廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。簡(jiǎn)述了澳大利亞RGP5鐵礦模塊建造項(xiàng)目中排風(fēng)除塵系統(tǒng)常使用的一種低合金高強(qiáng)耐磨材料Bisplate320的特點(diǎn)，該材料保持了低碳、多種微量合金元素組合的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，通過(guò)連扎控冷、精確控制爐溫和淬火速度的先進(jìn)熱處理技術(shù)，極大改善了材料的微觀組織結(jié)構(gòu)，從而獲得傳統(tǒng)低合金高強(qiáng)鋼難以實(shí)現(xiàn)的高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性，同時(shí)還具有良好的沖擊韌性和焊接性。由于該新型材料在獲得諸多優(yōu)異性能指標(biāo)的同時(shí)還保留良好的焊接性，該新型低合金高強(qiáng)度材料在礦山機(jī)械排風(fēng)除塵系統(tǒng)、煙管煙道、風(fēng)機(jī)口、耐磨材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

Bisplate320；高強(qiáng)度；焊接性；熱處理；耐磨

0 前言

低合金高強(qiáng)鋼廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。近年來(lái)，科研人員一直致力于改善低合金高強(qiáng)鋼的組織和性能，追求低成本、高性能的結(jié)構(gòu)材料。清華大學(xué)楊志剛[1]等利用真空感應(yīng)電爐重新熔煉原工業(yè)化低合金高強(qiáng)鋼，增加S、V含量，經(jīng)奧氏體化后在較低溫度保溫一段時(shí)間，使MnS和V（C，N）析出，改善了低合金高強(qiáng)鋼組織，提高了力學(xué)性能。北京科技大學(xué)施雄樑[2]等采用多功能連續(xù)退火模擬器Multipas對(duì)屈服強(qiáng)度為380 MPa的低硅型冷軋低合金高強(qiáng)鋼板連續(xù)退火生產(chǎn)工藝進(jìn)行模擬，采用較低的退火溫度和較高的退火速度可獲得較好的強(qiáng)化效果。重慶工學(xué)院蘇理云[3]等建立了力學(xué)性能與化學(xué)成分的多重多元回歸模型，得出五大常規(guī)元素的控制精度仍是穩(wěn)定低合金高強(qiáng)度鋼質(zhì)量的關(guān)鍵因素。寶山鋼鐵股份有限公司研究院的張愛(ài)文[4]等對(duì)鈮、鈦微合金化低碳錳系汽車(chē)用低合金高強(qiáng)度鋼的成分和控冷工藝對(duì)其組織與力學(xué)性能的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：卷取溫度降低，鋼的強(qiáng)度上升，伸長(zhǎng)率下降，組織由鐵素體+珠光體向貝氏體、馬氏體轉(zhuǎn)變；高溫卷取時(shí)，鈮、釩對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)較明顯，低溫卷取時(shí)碳的貢獻(xiàn)較大；對(duì)含碳0.06%～0.11%的錳-鈮-鈦系低合金高強(qiáng)度鋼，同一成分采用不同的控冷工藝可以達(dá)到S550MC與S700MC兩個(gè)級(jí)別的性能要求。

澳大利亞RGP5鐵礦模塊項(xiàng)目中使用的低合金高強(qiáng)鋼板Bisplate320材料是由澳大利亞某公司制造，該材料采用合理的熱處理工藝，經(jīng)過(guò)卷制焊接、接長(zhǎng)以后，主要用于礦山設(shè)備排風(fēng)除塵的風(fēng)管系統(tǒng)中。

1 Bisplate320的性能特點(diǎn)及焊接性

1.1 Bisplate320的性能

根據(jù)材料廠家提供的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，Bisplate320具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，對(duì)8mm厚的Bisplate320取樣進(jìn)行物理性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與廠家提供的材質(zhì)證書(shū)幾乎一致。廠家提供的數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)值及國(guó)內(nèi)NM360高強(qiáng)耐磨鋼[5]數(shù)據(jù)對(duì)比詳見(jiàn)表1。

表1 Bisplate320和NM360物理性能對(duì)比

由表1可知，Bisplate320在抗拉強(qiáng)度低于NM360的前提下，硬度幾乎接近，其延伸率和韌性均優(yōu)于NM360。

1.2 Bisplate320的焊接性

采用氬弧焊和低氫焊絲，控制好最大熱輸入量對(duì)壁厚為8 mm的Bisplate320進(jìn)行焊接認(rèn)證。在合格批準(zhǔn)的焊接工藝規(guī)程指導(dǎo)下，使用常見(jiàn)的TGS-309L（AWSA5.9ER309）φ2.4mm的氬弧焊焊絲，在最小預(yù)熱溫度為25℃的條件下，調(diào)整合理的電流電壓，按照規(guī)定范圍的焊接速度（50～120 mm/min）焊接。焊縫的外觀檢查滿(mǎn)足美國(guó)焊接協(xié)會(huì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，又對(duì)樣板進(jìn)行了物理化學(xué)性能認(rèn)證，其結(jié)果都滿(mǎn)足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)要求，進(jìn)一步確認(rèn)了Bisplate320具有良好的焊接性能。

2 Bisplate320的特點(diǎn)分析

Bisplate320具有優(yōu)異的物理性能和焊接性能，通過(guò)分析母材化學(xué)成分和微觀晶粒結(jié)構(gòu)，得出Bisplate320材料具有優(yōu)異性能的關(guān)鍵在于特殊的加工工藝。

（1）w（C）=0.16%，這為 Bisplate320良好的焊接性提供了很好的基礎(chǔ)。

（2）w（S）=0.003%、w（P）=0.01%，這些雜質(zhì)元素的含量控制非常到位，這為Bisplate320獲得各項(xiàng)良好的物理化學(xué)性能指標(biāo)提供了前提。

（3）Bisplate320化學(xué)成分中含有微量的合金元素，鉻、鉬的加入顯著提高了強(qiáng)度、硬度和耐磨性；鈦、釩、鋁等脫氧元素的加入，能夠顯著細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和沖擊韌性；硼、鈮、氮的加入，在提高鋼的強(qiáng)度和低溫韌性的同時(shí)，改善鋼的焊接性。因此可以發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)含量的精準(zhǔn)控制、合金元素的合理配比，為Bisplate320具備優(yōu)異的物理化學(xué)性能提供了必要條件。

（4）Bisplate320的制造廠家在標(biāo)準(zhǔn)的熱處理曲線(xiàn)上，精確控制溫度上升速度、保溫時(shí)間、溫度下降速度。因此，除控制好基本的化學(xué)元素外，精湛的熱處理工藝在其中發(fā)揮了決定的作用。

3 結(jié)論

Bisplate320具有高強(qiáng)度、良好的耐磨性和硬度、優(yōu)異的沖擊韌性等特點(diǎn)，在澳大利亞RGP5鐵礦模塊項(xiàng)目中得以應(yīng)用。Bisplate320材料與傳統(tǒng)低合金高強(qiáng)度材料相比，在化學(xué)成分基本一致的狀態(tài)下，通過(guò)精湛的熱處理工藝，精確控制合金元素的配比，從而獲得應(yīng)用率極高的高強(qiáng)耐磨材料。

[1]楊志剛，張弛，陶鵬.一種改善低合金高強(qiáng)鋼組織和性能的方法[P].清華大學(xué)專(zhuān)利，2008.

[2]施雄粱，張建平，劉永剛，等.連續(xù)退火工藝對(duì)低硅型冷軋低合金高強(qiáng)鋼板力學(xué)性能的影響[J].北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（8）：870-874.

[3]蘇理云，鄧燕，冉雪竹，等.低合金高強(qiáng)度鋼力學(xué)性能與化學(xué)成分之間的統(tǒng)計(jì)建模與分析[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，23（2）：36-40.

[4]張愛(ài)文，鄭磊.汽車(chē)用低合金高強(qiáng)度鋼成分及控冷工藝[J].機(jī)械工程材料，2006，30（12）：11-13.

[5]張宇斌，秦潔.高強(qiáng)度耐磨鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展[R].高品質(zhì)特殊鋼技術(shù)與市場(chǎng)論壇，2009.

Characteristic of low-alloy high-strength abrasion resistant material Bisplate320

JING Di，XU Xiandong，ZHAO Shunli

（China Offshore Oil Engineering Co.，Ltd.，Qingdao 266520，China）

Low-alloy high-strength steels are widely used in steel structure engineering field.The characteristics of low-alloy high-strength abrasion resistant material Bisplate320 usually used in ductwork of iron mine module fabrication project are introduced.Bisplate320 remains the chemical composition design of low carbon and various alloy microelements,and many advanced technology are used during production,such as continuous rolling and controlled cooling,accurate controlling furnace temperatures and quenching speed,which greatly improves the microstructure of materials and finally the high strength,high hardness,high abrasion resistant,excellent impacttoughness and weldability are obtained.Bisplate320 has wide application prospect in the fields of ductwork of mining machinery,smoke tube,flue,draught fan,abrasion resistant material because of its excellent mechanical properties and good weldability.

Bisplate320；high strength；weldability；heat treatment；abrasion resistant

TG457.1

B

1001-2303（2017）09-0106-02

10.7512/j.issn.1001-2303.2017.09.23

本文參考文獻(xiàn)引用格式：景迪，徐現(xiàn)東，趙順利.低合金高強(qiáng)耐磨材料Bisplate320的特點(diǎn)[J].電焊機(jī)，2017，47（09）：106-107.

2017-05-01；

2017-07-01

景 迪（1984—），男，工程師，學(xué)士，主要從事大型鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)工作。E-mail：jingdi@mail.cooec.com.cn。