Q345R鋼板斷后伸長率不合格的原因

斷后伸長率是反映鋼材塑性的重要性能指標，生產(chǎn)中Q345R鋼板有時會連續(xù)出現(xiàn)斷后伸長率不合格的現(xiàn)象，導致鋼板合格率降低。分析其原因有三：

帶狀組織，尤其是較寬的貝氏體硬組織帶。

帶狀組織是在連鑄坯加熱時，合金元素和硫等雜質(zhì)元素的擴散系數(shù)較低，均勻化比較困難，使得偏析存在而產(chǎn)生。嚴重的中心偏析以及軋制后鋼板冷卻速率較快，導致奧氏體直接發(fā)生中溫轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生了塑性較差的貝氏體組織。

由于鋼板貝氏體組織帶與周圍鐵素體組織抗塑性變形能力差異大，塑性較差的貝氏體組織將阻礙鐵素體的變形而產(chǎn)生應力集中。在拉伸應力的作用下貝氏體組織帶處的變形首先達到臨界變形量，導致裂紋萌生，隨著應力的增加裂紋逐漸擴展、聚合直至斷裂，最終形成宏觀可見的斷口分層現(xiàn)象。這種通過裂紋擴展使材料斷裂的方式，斷裂前材料的總變形量小，因此導致拉伸斷后伸長率不合格。

2、魏氏組織。

鋼中魏氏組織是在軋制過程中因過高的加熱溫度、在一定的冷卻速率范圍內(nèi)所產(chǎn)生。魏氏組織對鋼材的力學性能不利，原因是珠光體基體上分布的針狀鐵素體，不但切割了基體組織，并且如同楔形物造成應力集中，形成裂紋核心，并沿鐵素體擴展，使鋼材的塑性和沖擊韌度降低。不合格鋼板全厚度組織差別較大，并且靠近下表面出現(xiàn)魏氏組織是造成鋼板斷后伸長率不合格的另一個原因。

3、硫化物夾雜

鋼中非金屬夾雜物破壞了鋼基體的連續(xù)性，造成應力集中，嚴重時產(chǎn)生內(nèi)部裂紋，并在一定條件下加速裂紋的擴展，且斷裂往往是從條狀夾雜物與基體界面處產(chǎn)生的顯微裂紋處開始，所以較多大尺寸夾雜物的存在也會降低材料的塑性，對鋼板的斷后伸長率產(chǎn)生一定的影響。

一般通過優(yōu)化連鑄工藝參數(shù)，采取有效的動態(tài)輕壓下技術(shù)、合理的二冷制度和過熱度等措施，可減輕鑄坯中心偏析。合理控制軋制工藝參數(shù)，通過增加初軋階段單道次變形率以及總壓下率，增強變形滲透，破碎鑄坯原有的粗大柱狀晶或枝晶，改善心部組織、完善冷卻制度，提高鋼板組織的均勻性。

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V、Ti對NM400鋼耐磨性能的影響

隨著科學技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)速度越來越高，受摩擦的零件被磨損的速度也越來越快，因磨損所造成的能源和材料消耗是十分驚人的，所以更加可靠耐磨的鋼需求量越來越大。鋼的組織、晶粒度、第二相數(shù)量和大小都對鋼的耐磨性產(chǎn)生影響。V、Ti作為常見的微合金元素，被廣泛使用來提高鋼的性能，為此，本次試驗著重研究V、Ti對NM400鋼耐磨性能的影響。

試驗預計在NM400鋼中添加0.1～0.3%的微合金化元素V和Ti。試驗NM400鋼采用工業(yè)純鐵、純Cr、Ni、C、多晶Si和Mo-Fe（Mo含量55%）、V-Fe（V含量80.44%）、Mn-Fe（Mn含量70.2%）、B-Fe（B含量19%）、Ti-Fe（Ti含量29.96%）配制，工業(yè)純鐵提前打磨除銹。用7kg真空感應爐熔煉，將各種原料加入到感應爐內(nèi)。將感應爐抽真空到0.1Pa，之后充氬氣到0.06MPa，開始通電冶煉，熔清后，低功率保溫攪拌5min，以均勻成分，最終帶電澆鑄為Φ70mm的鋼錠。采用直讀光譜儀對試驗鋼的成分進行分析，所冶煉鋼成分分析結(jié)果見表1。

表1試驗鋼的化學成分（質(zhì)量分數(shù)，%）

試驗鋼CSiMnPSCrNiMoBVTiFe

10.280.701.590.0090.0081.531.010.470.0050.110.08余量

20.290.711.650.0100.0081.541.040.490.0040.220.21余量

30.270.701.650.0110.0061.531.020.460.0030.270.32余量

鋼錠經(jīng)過3道次，平均每道次壓下量19.3mm，熱軋成厚度為12mm的鋼板。初軋溫度為1200℃，終軋溫度為900℃。鋼板在800℃下退火12h，線切割為一定尺寸后進行淬火加低溫回火熱處理。熱處理制度具體為：淬火溫度930℃，保溫時間36min，回火溫度230℃，保溫時間90min。

熱處理后將試樣制成Φ10mm×15mm的圓柱，兩端打磨拋光，在NM-W1型立式萬能磨損試驗機上進行磨損試驗，磨損試驗主要參數(shù)為：轉(zhuǎn)速100r/min，載荷100N，每次旋轉(zhuǎn)時間為3min，砂紙選用240目砂紙。每個試樣進行5次磨損試驗。

結(jié)果表明：V、Ti的加入，不僅析出了V、Ti的碳化物，也促進了Si的氧化物析出，尺寸較大的第二相主要為Si的氧化物，V、Ti的碳化物較為細小；耐磨試驗表明V、Ti加入量分別為0.1%、0.2%和0.3%時，單位面積的磨損率分別為：0.0115、0.0082、0.0106g/cm2；V、Ti加入量均為0.1%時，磨損試驗后試樣表面犁溝較多，出現(xiàn)一些較深的犁溝，加入量均為0.2%時，犁溝較少且較淺；加入量均為0.3%時犁溝既深又多，部分區(qū)域已經(jīng)出現(xiàn)基體脫落現(xiàn)象。綜合分析以V、Ti加入量為0.2%時試驗鋼的耐磨性最佳。