厚板廠自1968年在本公司加古川制鐵所運轉(zhuǎn)至今,不斷地滿足著造船、建筑、橋梁、能源和產(chǎn)業(yè)機械為代表的各行業(yè)的需求,能準確及時地提供高性能的厚鋼板。厚鋼板在質(zhì)量上的最大課題是以降低施工成本和縮短工期為目的,并確保用戶能夠在大功率焊接時HAZ(焊接熱影響區(qū))的韌性。近年來,隨著鋼結(jié)構(gòu)的大型化,所用鋼材也趨于高強度化和厚壁化,并要求相應的提高大功率焊接技術(shù)。在這種狀況下,重新把它作為核心技術(shù)進行了開發(fā)并已經(jīng)實用化的是被稱為低C多方位貝氏體組織控制技術(shù)。該技術(shù)是在低C條件下通過加入適量弱碳化物形成元素,確保大功率焊接時達到HAZ的貝氏體組織的細微化和減少MA(馬氏體一奧氏體組織)島狀硬化組織的目的,來保證優(yōu)良的HAZ韌性?,F(xiàn)在已形成神戶超級韌性系列,完成了商品菜單化,得到了所有用戶的高度評價。
為對應大功率焊接開發(fā)了利用TiN析出抑制焊接時晶粒粗大化和促進儀析出的KST處理技術(shù),通過與TMCP技術(shù)組合實現(xiàn)了優(yōu)良的HAZ韌性與母材的高強度、高韌性兼容;另一方面,為了適應更高的對進一步高強度化和大功率焊接HAZ韌性的要求,還要不斷進行原有技術(shù)改良和新技術(shù)開發(fā)??梢哉f歷來改善HAZ韌性的有效方法有三點,以此觀點對它的進步做如下介紹。
抑制液相線附近的Y晶粒粗大化;減少MA;Y晶粒內(nèi)的相變組織的細微化。
晶粒粗大化的抑制??捎行Р捎萌缜八龅腡iN彌散分布,但對人熱超過50kJ/mm的大功率焊接,效果就不明顯。這是因為大功率焊接液相線附近溫度是超過1400~C以上的高溫,大部分TiN已被固溶,不能充分發(fā)揮抑制晶粒粗大化的作用。有人提出通過增加Ti量來增加高溫下殘留TiN量,但是TiN粗大化與確保HAZ韌性并沒有關(guān)系。因此,本公司詳細調(diào)查了板坯鑄造時TiN的析出行為。結(jié)果表明,采用Ti/N的最佳平衡和通過合金成分設(shè)計促進rri擴散,使TiN粗大化變得容易的6鐵素體溫度區(qū)變窄,成功的獲得了如圖1所示的TiN多量析出并彌散分布,實現(xiàn)了抑制大功率焊接HAZ區(qū)晶粒的粗大化。
減少MA。是通過降低鋼板c含量來實現(xiàn)的。MA是因焊接而處于高溫的HAZ區(qū),一旦形成了相,在其后冷卻相變過程中,c在未相變的中發(fā)生濃縮,使^y相穩(wěn)定而生成的。因此通過降低C量抑制C向未相變的濃縮,能夠減少MA的生成量。當降低C量時,在MA微細化的同時,體積率也大幅度降低。
晶粒內(nèi)的相變組織細微化。以往的措施是促進晶粒內(nèi)OL生成達到細微化,但這對焊接HAZ區(qū)為單相貝氏體的高強鋼不適用,所以要想改善大功率焊接HAZ韌性,必須把由y生成的貝氏體組織細微化。通過低C化措施使MA大幅降低,并且進一步進行了使貝氏體組織細微化的合金成分設(shè)計。,加Nb、Mo鋼種與加Mn鋼種的組織形態(tài)有著明顯差別。并且在重復的研究中又發(fā)現(xiàn)對于貝氏體組織細微化來說,提高核生成率和使結(jié)晶方法無序化是有效的。采用提高相變動力的成分設(shè)計可以得以實現(xiàn)??梢园殉煞衷O(shè)計技術(shù)的低C多方位貝氏體技術(shù)用于各種高強鋼。
瞳