控制高强度建筑用钢板屈强比的工艺措施

         近20年来，我国的高层建筑业取得了很大进展，涌现出大量的以钢骨架为主的高层、超高层大厦，这就要求所使用的钢板除了具备一般结构材料所要求的高强度、高韧性、可焊接性以外，还要求具有高抗震能力。一次次大地震所造成的灾难性后果，促使人们高度重视高强度建筑用钢板的抗震性能。一般来说，屈服强度与抗拉强度的比值（即屈强比）越低，钢材的塑性变形能力越好，能吸收的地震能量越多，其抗震性就越好。控制轧制和控制冷却是提高钢板综合性能的有效途径，但在实际生产中，如何在保证强度和韧性的同时降低屈强比，一直是钢板轧制控制的难点。

 

        一般认为，钢板组织的细化有利于钢板的综合性能。但是，武汉鄂城钢铁公司针对鄂钢生产的部分建筑钢板出现屈强比超标的现象所进行的研究表明，片面追求组织细化对钢板的屈强比不利。他们对Q390GJ 系列钢进行了两种工艺的对比。钢板轧制采用两阶段工艺。在第Ⅰ阶段，原轧制工艺采用14.58%的平均压下率，优化工艺采用12.42%的平均压下率，达到相同的中间坯厚度。在第Ⅱ阶段，原轧制工艺末三道次的总压下率为40.44%，优化工艺则为36.01%。轧制温度相同，第Ⅰ阶段均为奥氏体再结晶区变形，第Ⅱ阶段均为奥氏体未再结晶区轧制。显微组织观察表明，原轧制工艺所得钢板的平均晶粒尺寸为11 μm， 大于优化工艺所得的钢板 8.7 μm，但两者的珠光体面积百分比基本相同。

        组织对比结果表明，在奥氏体再结晶区变形，原轧制工艺通过增加道次压下量，获得更为细小的奥氏体晶粒，为奥氏体向铁素体形变核提供更多位置，从而细化铁素体晶粒；在未再结晶区的变形过程中，由于末三道次变形量较大，最终使得铁素体晶粒尺寸细小。相比之下，优化工艺所得钢板的铁素体晶粒尺寸较大，但两者珠光体片层间距的差别很小，这是因为珠光体片层间距大小主要取决于珠光体的形成温度。性能测试表明，原轧制工艺所得钢板屈服强度为505MPa，抗拉强度为585 MPa，延伸率为29%；优化工艺所得钢板屈服强度为425 MPa，抗拉强度为585 MPa，延伸率为29%，可见两者抗拉强度和延伸率相同，而原轧制工艺所得的屈强比为0.86，超过0.85的国家标准；优化工艺所得的屈强比为0.73，明显优于国家标准。

        铁素体晶粒细化，可使屈服强度变大；而作为硬质相珠光体的体积分数和片层间距是影响抗拉强度的主要原因。当珠光体的片层间距及体积分数基本相同时，抗拉强度也基本相同。因此，铁素体晶粒越细，屈服强度越高，在抗拉强度基本相同条件下，屈强比将随之变大。所以，对于屈强比要求较高的产品，铁素体晶粒太细并没有什么好处；相反，在保证强度和韧性的基础上应当使铁素体晶粒适当粗化，这对保证钢板性能稳定性、降低屈强比有重要作用。
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