供应舞钢SM570
舞钢市华泰进出口贸易有限公司
中国 平顶山
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品名
普热轧板卷
品牌/厂家
舞钢
板材厚度
厚板
生产方式
热轧
钢种及用途
低合金结构钢
板材宽度
大于600mmmm
规格
8-4000mm厚
材质
SM570
产地
舞钢
1 前言
SM570 是日本标准JIS G 3106-1999 《焊接结构用轧制钢材》中的牌号,是一个典型的
低合金高强度钢,其强度级别是JIS G 3106 标准中最高的,广泛用于工程机械、桥梁、 容器、
车辆、船舶、电力设备、及其他结构件, 该钢在要求高强度的同时, 还要求具有较高的低温
冲击韧性。我公司SM570 的生产始于1991 年,长期供应各大工程机械厂、煤矿机械厂、电
机设备厂等, 取得了广泛的社会效益和经济效益。随着经济建设的发展,SM570 的需求厚度
不断上升,从1999 年5 月开始,订货厚度已由原来的大多60mm 以下, 突然上升到了100mm
以上。在如此大的厚度上保证高强度高韧性兼顾,其生产难度还是比较大的。我公司基于现
有生产条件, 运用微合金化原理,通过在强化成分方案上新的设计和调整,较理想地开发成功
了厚度≥100mm 的SM570 钢板,同时将新的设计予以推广应用,取得了良好的效果。
2 SM570 钢板的主要技术要求
2.1 技术标准
47
厚度≤100mm,执行JIS G 3106-1999(该标准的最大适用厚度即为100mm);
厚度>100--200mm,执行我公司企业标准WJX015--99。
2.2 化学成分
钢的化学成分(熔炼,%)应符合表1 的规定。
表1 钢的化学成分
C Si Mn P S
≤0.18 ≤0.55 ≤1.60 ≤0.035 ≤0.035
注:必要时可添加表1 以外的合金元素。
2.3 力学性能
钢板的拉伸及冲击试验的结果应符合表2 的规定。
表2 钢板的力学性能
σs
MPa
σb
MPa
δ
%
Akv,J,
-5℃,
纵向
≤16
mm
>16-40
mm
>40-75
mm
>75-100
mm
>100-
150
mm
>150-
200
mm
≥460
≥450 ≥430 ≥420 ≥400 ≥380
570~
720
≤16mm,5 号
样，≥19
>16mm, 5 号
样，≥26
>20mm, 4 号
样，≥20
≥47
2.4 交货状态
SM570 屈服强度为460MPa 级别,该强度级别钢由于含多种合金元素,其中包括微合金化
元素,在热轧或控轧状态下往往就能达到较高的强度,但冲击韧性波动很大,性能不太稳定, 明
显地看出热轧工艺尤其是终轧温度和冷却速度对性能的巨大影响[1]。对于特厚板来说,控轧
的适应性更是受到了限制,强韧性更难兼顾。而正火具有使钢板组织和性能均匀稳定、合格
率高、生产过程容易控制的优点。对用户而言, 在一些需要进行热成形或结构需要最终热处
理的地方,采用正火钢也是很有利的[2], 因为这不会象热轧或控轧钢板那样, 在经热成形或
热处理后即发生强度的大幅度下降。为此,美国、德国和欧洲标准都规定该强度级别钢采用
正火交货,如ASTM A633/A633M 、 DIN17102、EN10113、EN10028 等。
综合以上因素,结合实际条件和用户需要,我们选择按正火状态交货,同时按标准规定,在
必要时也可正火加回火交货。
3 生产工艺
3.1 SM570 钢板的生产工艺流程图如下:
48
100 吨UHP 电炉 100 吨LF 炉、VD 炉炉外精炼 模铸或连铸
钢锭(坯)加热 4200mm 轧机轧制 (探伤)
热处理──表面检查──切割、检验──入库、发运
3.2 工艺要点
3.2 1 冶炼
初炼过程中强化脱磷,并在出钢时预脱氧。 炉外精炼中强化脱氧和脱硫,要求探伤交货时
进行VD 真空处理,以进一步去除气体和夹杂物。精炼过程中吹氩搅拌,进行微合金化前先喂
铝线,保证全铝≥0.020%,以提高微合金元素的收得率。为保证韧性,要严格控制P、S 含量,
一般实际P≤0.018%, S≤0.015%,特殊要求时则更低, 必要时还采取改善夹杂物形态的措施,
如加喂Ca-Si 线等。
3.2.2 钢锭(坯)加热
微合金化钢的沉淀强化很重要。为了在含碳量较高的固溶体中保持足够多的、潜在的沉
淀物含量, 奥氏体化必须在相当高的温度下进行。从溶解度角度考虑, 轧制之前的均热温度
对沉淀强化程度将有重大的影响[3]。 为此最高加热温度选择为1300℃,均热温度选择为1220
℃~1240℃。
3.2.3 轧制
开轧温度1050℃─1120℃,终轧温度830℃─870℃,道次压下率>10%,后三道次累计压下
率≥45%。最大限度产生弥散析出物粒子、细化晶粒, 为正火创造尽量好的基础组织条件。
3.2.4 热处理制度
正火温度900℃±10℃,保温1.5min/mm。
回火温度600℃±10℃,保温3.0min/mm。
4 强化设计
4.1 强化设计的机制
为保证SM570 在具有高强度的同时,兼有良好的韧性和焊接性能, 国内外各生产厂对此
级别钢都广泛采用微合金化设计原理,在C-Mn 固溶强化基础上,使用细晶强化、沉淀强化甚
至相变强化手段来达到目的。在合金元素及其含量上, 各厂随自己的工艺装备条件和工艺习
惯而有所不同。1999 年我公司在对厚度≥60mm 的SM570 钢板开发上,强化设计曾采用过四
种方案,最终经过优化,选定其中一种作为大生产时的工艺内控成分,取得了令人满意的效果。
四种方案的强化设计特点见下表3。
49
表3 四种强化设计方案
第一种 较低Nb+较低V 类型
第二种 较高Nb+较高V+少量Mo 类型
第三种 较高Nb+较高V+较少量Ni 类型
第四种 较高Nb+较高V+少量Ni 类型
四种强化方案的共同点是都采用了微合金化元素铌、钒, 不同之处是其含量和与钼、镍
的复合运用。
微合金化钢的高屈服强度取决于充分的晶粒细化和显著的沉淀强化,晶粒细化也能提高
抗拉强度,不过要比对屈服强度的影响小[4]。根据新的观点[2], 对于控轧控冷的微合金化钢,
应当以微合金元素在钢中的溶解─析出行为作为强化主导因素的强度表达式代替晶粒细化
的强度表达式, 即沉淀硬化对微合金化钢强化起主导作用。我们认为, 这一观点对正火的微
合金化钢同样适用。
根据钢的沉淀强化的机制[2], 钢的基体内分布的第二相质点,如碳化物、氮化物等,只有
当溶质粒子由基体中脱溶析出时才对强化有所贡献。在奥氏体中不溶解的颗粒, 通常都不能
起强化作用,但可以使晶粒细化[3]。在正火温度下,由于Nb、Ti 的碳化物和氮化物的溶解度有
限并且沉淀颗粒较大, 因而在正火时,其沉淀强化是很小的[3]。但是,正火温度下,由于V 的溶
解度比较大,即使是厚钢板的正火,也可以获得相当大的沉淀强化,而且强度是随着钒含量的
增加而增加的[3]。为了获得较大的强化效果,可用V 的沉淀强化和Nb 的晶粒细化相结合。
然而,当V 含量太高时,就会影响冲击韧性,在这种情况下,可加入象Ni 那样的合金元素[3]。因
此在第三种、第四种设计中我们就应用了Ni。
在微合金化钢中,常应用Mo 与Nb、V 复合以产生更加强烈的强化,故我们在第二种设计
调整时也选择了Mo。
4.2 四种方案钢板的力学性能
4.2.1 第一种方案钢板的代表性力学性能数值见表4，拉伸性能与厚度规格的关系见图1。
表4 第一种方案钢板的力学性能
厚度,mm σs,MPa σb,MPa δ,% Akv,J,-5℃,
纵向
状态
100 390 565 33 176,210,171 正火
100 406 580 33 147,155,175 正火
100 390 550 36 216,252,263 正火
100 400 545 35 254,278,261 正火
62 435 575 31 224,174,194 正火
60 420 590 34 147,202,173 正火
50 415 590 33 149,164,158 正火
50
图1 第一种方案钢板的拉伸性能与厚度规格的关系
第一种方案为1999 年5 月以前的工艺成分,由于当时市场需求的原因,生产的基本上是
厚度60mm 以下的钢板,本身即存在着强度富裕量偏低和性能合格率低的问题。当直接用该
成分生产100mm 钢板时,就出现了更大的问题。从表4 可以看出,该成分的100mm 厚钢板的
屈服强度和抗拉强度偏低,抗拉强度仍属16Mn(Q345,GB/T1591)级别,不能满足标准要求。究
其原因,我们认为,第一,厚板固有的冷速较慢,影响了析出物的弥散性。第二,微合金含量偏低
(主要是V), 还不能产生足够的析出量以进行强化。因此必须要设计新的成分。
4.1.2 第二种方案钢板的代表性力学性能数值见表5，钢板的拉伸性能与厚度规格的关系见
图2。
表5 第二种方案钢板的力学性能
厚度,mm σs,MPa σb,MPa δ,% Akv,J,-5℃,
纵向
状态
140 481 630 29 127,138,159 正火+回火
140 468 605 30 184,188,153 正火+回火
100 490 620 27 162,166,174 正火+回火
100 490 640 32 156,152,140 正火+回火
100 505 630 30 130,149,154 正火+回火
30 565 685 25 167,170,174 正火+回火
第二种方案设计的目的,是为充分保证100mm、140mm 厚的SM570 钢板性能。从增
加强化角度,此方案较第一种提高了铌、钒含量,约提高到第一种的2 倍,并又添加了微量的钼,
以期适应厚板的要求步。从表5 可以看出,此成分强化作用较第一种明显提高。正火加回火
后,厚度100mm、140mm 钢板的屈服强度富裕量适中,抗拉强度大多在中限(645MPA)附近,
轧制较薄钢板(30mm)时强度更高,抗拉强度接近了标准上限(720MPa),钢板的-5℃纵向冲击
功都在100J 以上。数据表明, 此成分在正火加回火状态下强韧性达到了具佳, 并且正火加回
火后性能达到了Q500(GB/16270)、SPV490(JIS G 3115)的下限水平,其中30mm 厚钢板性能
0
100
200
300
400
500
600
700
50
60
62
100
100
100
100,mm
屈服强度，Mpa
抗拉强度，Mpa
延伸率，%
51
还达到了 Q550 的下限水平。实践表明,该成分适合在正火加回火状态下生产大厚度钢板。
我公司供哈尔滨电机厂140mm 厚和部分100mm 厚SM570 即是采用该成分生产,性能合格
率100%。但是,我们认为此成分也有不足之处,即正火状态下屈服强度和韧性偏低,并有不合
格出现,需正火后补充回火才能得到满意的性能值和高的合格率, 工艺环节上有些繁琐。为简
化工艺,缩短生产周期,又调整设计出了第三种方案。
图2 第二种方案钢板的拉伸性能与厚度规格的关系
4.1.3 第三种方案钢板的代表性力学性能数值见表6。
表6 第三种方案钢板的力学性能
厚度,mm σs,MPa σb,MPa δ,% Akv,J,-5℃,
纵向
状态
60 465 595 33 186,182,236 正火
50 455 610 29 252,254,260 正火
55 430 595 36 226,240,262 正火
30 460 620 31 270,274,250 正火
第三种方案吸取了第二种的经验,在第二种基础上,从改善韧性的角度,取消了强化作用
显著的钼,减少了影响韧性的组织因素。另外从强韧性协调角度,加入了较少量的镍,其铌、钒
量基本维持在第二种水平, 以期一次正火即得到良好的性能。
从表6 可以看出,该成分钢板正火后力学性能可满足标准要求,屈服强度和抗拉强度水
平高于第一种,但与第二种相比有所降低,此变化说明该成分设计方向是正确的,但因强度富
裕量略嫌不足,故决定再行调整,随又设计实施了第四种强化方案。
4.1.4 第四种方案钢板的代表性力学性能数值见表7，钢板的拉伸性能与厚度规格的关系见
图3。
0
100
200
300
400
500
600
700
800
30
100
100
100
140
140，mm
屈服强度，Mpa
抗拉强度，Mpa
延伸率，%
52
表7 第四种方案钢板的力学性能
厚度,mm σs,MPa σb,MPa δ,% Akv,J,-5℃,
纵向
状态
200 440 610 28 173,154,156 正火
100 470 635 30 182,178,183 正火
70 475 625 31 135,132,126 正火
62 480 650 32 156,227,200
（-26℃）
正火
50 505 655 29 123,130,146 正火
40 510 630 33 214,206,198 正火
30 510 640 31 210,216,206 正火
16 510 650 31 170,127,120 正火
14 495 645 33 177,135,222 正火
第四种方案在第三种基础上进行了微调, 抗拉强度目标值设定为标准的中限。
图3 第四种方案钢板的拉伸性能与厚度规格的关系
微调时从细晶强化角度提高了Nb 的含量,使其达到第二种范围,沉淀强化元素V 含量维
持不变。 因Ni 具有在强化的同时不降低韧性的优点,故也提高了Ni 的含量。
从表7 中可以看出,该方案克服了第三种强化略嫌不足的缺点,使得钢板屈服强度富裕量
适中,抗拉强度基本在标准中限,强度总体上与第二种的水平相当,冲击韧性又略优于第二种,
且只用一次正火而不再需补充回火,从而完全克服了第二种在工艺上的繁琐,同时对厚达
200mm的不同厚度钢板具有广泛的适应性,表现出了钢板组织性能的均匀稳定性和强化设计
的合理性。我们将此方案推广应用,已生产厚度14-200mm 钢板4000 多吨,性能合格率保持为
100%。
SM570 是日本标准JIS G 3106-1999 《焊接结构用轧制钢材》中的牌号,是一个典型的
低合金高强度钢,其强度级别是JIS G 3106 标准中最高的,广泛用于工程机械、桥梁、 容器、
车辆、船舶、电力设备、及其他结构件, 该钢在要求高强度的同时, 还要求具有较高的低温
冲击韧性。我公司SM570 的生产始于1991 年,长期供应各大工程机械厂、煤矿机械厂、电
机设备厂等, 取得了广泛的社会效益和经济效益。随着经济建设的发展,SM570 的需求厚度
不断上升,从1999 年5 月开始,订货厚度已由原来的大多60mm 以下, 突然上升到了100mm
以上。在如此大的厚度上保证高强度高韧性兼顾,其生产难度还是比较大的。我公司基于现
有生产条件, 运用微合金化原理,通过在强化成分方案上新的设计和调整,较理想地开发成功
了厚度≥100mm 的SM570 钢板,同时将新的设计予以推广应用,取得了良好的效果。
2 SM570 钢板的主要技术要求
2.1 技术标准
47
厚度≤100mm,执行JIS G 3106-1999(该标准的最大适用厚度即为100mm);
厚度>100--200mm,执行我公司企业标准WJX015--99。
2.2 化学成分
钢的化学成分(熔炼,%)应符合表1 的规定。
表1 钢的化学成分
C Si Mn P S
≤0.18 ≤0.55 ≤1.60 ≤0.035 ≤0.035
注:必要时可添加表1 以外的合金元素。
2.3 力学性能
钢板的拉伸及冲击试验的结果应符合表2 的规定。
表2 钢板的力学性能
σs
MPa
σb
MPa
δ
%
Akv,J,
-5℃,
纵向
≤16
mm
>16-40
mm
>40-75
mm
>75-100
mm
>100-
150
mm
>150-
200
mm
≥460
≥450 ≥430 ≥420 ≥400 ≥380
570~
720
≤16mm,5 号
样，≥19
>16mm, 5 号
样，≥26
>20mm, 4 号
样，≥20
≥47
2.4 交货状态
SM570 屈服强度为460MPa 级别,该强度级别钢由于含多种合金元素,其中包括微合金化
元素,在热轧或控轧状态下往往就能达到较高的强度,但冲击韧性波动很大,性能不太稳定, 明
显地看出热轧工艺尤其是终轧温度和冷却速度对性能的巨大影响[1]。对于特厚板来说,控轧
的适应性更是受到了限制,强韧性更难兼顾。而正火具有使钢板组织和性能均匀稳定、合格
率高、生产过程容易控制的优点。对用户而言, 在一些需要进行热成形或结构需要最终热处
理的地方,采用正火钢也是很有利的[2], 因为这不会象热轧或控轧钢板那样, 在经热成形或
热处理后即发生强度的大幅度下降。为此,美国、德国和欧洲标准都规定该强度级别钢采用
正火交货,如ASTM A633/A633M 、 DIN17102、EN10113、EN10028 等。
综合以上因素,结合实际条件和用户需要,我们选择按正火状态交货,同时按标准规定,在
必要时也可正火加回火交货。
3 生产工艺
3.1 SM570 钢板的生产工艺流程图如下:
48
100 吨UHP 电炉 100 吨LF 炉、VD 炉炉外精炼 模铸或连铸
钢锭(坯)加热 4200mm 轧机轧制 (探伤)
热处理──表面检查──切割、检验──入库、发运
3.2 工艺要点
3.2 1 冶炼
初炼过程中强化脱磷,并在出钢时预脱氧。 炉外精炼中强化脱氧和脱硫,要求探伤交货时
进行VD 真空处理,以进一步去除气体和夹杂物。精炼过程中吹氩搅拌,进行微合金化前先喂
铝线,保证全铝≥0.020%,以提高微合金元素的收得率。为保证韧性,要严格控制P、S 含量,
一般实际P≤0.018%, S≤0.015%,特殊要求时则更低, 必要时还采取改善夹杂物形态的措施,
如加喂Ca-Si 线等。
3.2.2 钢锭(坯)加热
微合金化钢的沉淀强化很重要。为了在含碳量较高的固溶体中保持足够多的、潜在的沉
淀物含量, 奥氏体化必须在相当高的温度下进行。从溶解度角度考虑, 轧制之前的均热温度
对沉淀强化程度将有重大的影响[3]。 为此最高加热温度选择为1300℃,均热温度选择为1220
℃~1240℃。
3.2.3 轧制
开轧温度1050℃─1120℃,终轧温度830℃─870℃,道次压下率>10%,后三道次累计压下
率≥45%。最大限度产生弥散析出物粒子、细化晶粒, 为正火创造尽量好的基础组织条件。
3.2.4 热处理制度
正火温度900℃±10℃,保温1.5min/mm。
回火温度600℃±10℃,保温3.0min/mm。
4 强化设计
4.1 强化设计的机制
为保证SM570 在具有高强度的同时,兼有良好的韧性和焊接性能, 国内外各生产厂对此
级别钢都广泛采用微合金化设计原理,在C-Mn 固溶强化基础上,使用细晶强化、沉淀强化甚
至相变强化手段来达到目的。在合金元素及其含量上, 各厂随自己的工艺装备条件和工艺习
惯而有所不同。1999 年我公司在对厚度≥60mm 的SM570 钢板开发上,强化设计曾采用过四
种方案,最终经过优化,选定其中一种作为大生产时的工艺内控成分,取得了令人满意的效果。
四种方案的强化设计特点见下表3。
49
表3 四种强化设计方案
第一种 较低Nb+较低V 类型
第二种 较高Nb+较高V+少量Mo 类型
第三种 较高Nb+较高V+较少量Ni 类型
第四种 较高Nb+较高V+少量Ni 类型
四种强化方案的共同点是都采用了微合金化元素铌、钒, 不同之处是其含量和与钼、镍
的复合运用。
微合金化钢的高屈服强度取决于充分的晶粒细化和显著的沉淀强化,晶粒细化也能提高
抗拉强度,不过要比对屈服强度的影响小[4]。根据新的观点[2], 对于控轧控冷的微合金化钢,
应当以微合金元素在钢中的溶解─析出行为作为强化主导因素的强度表达式代替晶粒细化
的强度表达式, 即沉淀硬化对微合金化钢强化起主导作用。我们认为, 这一观点对正火的微
合金化钢同样适用。
根据钢的沉淀强化的机制[2], 钢的基体内分布的第二相质点,如碳化物、氮化物等,只有
当溶质粒子由基体中脱溶析出时才对强化有所贡献。在奥氏体中不溶解的颗粒, 通常都不能
起强化作用,但可以使晶粒细化[3]。在正火温度下,由于Nb、Ti 的碳化物和氮化物的溶解度有
限并且沉淀颗粒较大, 因而在正火时,其沉淀强化是很小的[3]。但是,正火温度下,由于V 的溶
解度比较大,即使是厚钢板的正火,也可以获得相当大的沉淀强化,而且强度是随着钒含量的
增加而增加的[3]。为了获得较大的强化效果,可用V 的沉淀强化和Nb 的晶粒细化相结合。
然而,当V 含量太高时,就会影响冲击韧性,在这种情况下,可加入象Ni 那样的合金元素[3]。因
此在第三种、第四种设计中我们就应用了Ni。
在微合金化钢中,常应用Mo 与Nb、V 复合以产生更加强烈的强化,故我们在第二种设计
调整时也选择了Mo。
4.2 四种方案钢板的力学性能
4.2.1 第一种方案钢板的代表性力学性能数值见表4，拉伸性能与厚度规格的关系见图1。
表4 第一种方案钢板的力学性能
厚度,mm σs,MPa σb,MPa δ,% Akv,J,-5℃,
纵向
状态
100 390 565 33 176,210,171 正火
100 406 580 33 147,155,175 正火
100 390 550 36 216,252,263 正火
100 400 545 35 254,278,261 正火
62 435 575 31 224,174,194 正火
60 420 590 34 147,202,173 正火
50 415 590 33 149,164,158 正火
50
图1 第一种方案钢板的拉伸性能与厚度规格的关系
第一种方案为1999 年5 月以前的工艺成分,由于当时市场需求的原因,生产的基本上是
厚度60mm 以下的钢板,本身即存在着强度富裕量偏低和性能合格率低的问题。当直接用该
成分生产100mm 钢板时,就出现了更大的问题。从表4 可以看出,该成分的100mm 厚钢板的
屈服强度和抗拉强度偏低,抗拉强度仍属16Mn(Q345,GB/T1591)级别,不能满足标准要求。究
其原因,我们认为,第一,厚板固有的冷速较慢,影响了析出物的弥散性。第二,微合金含量偏低
(主要是V), 还不能产生足够的析出量以进行强化。因此必须要设计新的成分。
4.1.2 第二种方案钢板的代表性力学性能数值见表5，钢板的拉伸性能与厚度规格的关系见
图2。
表5 第二种方案钢板的力学性能
厚度,mm σs,MPa σb,MPa δ,% Akv,J,-5℃,
纵向
状态
140 481 630 29 127,138,159 正火+回火
140 468 605 30 184,188,153 正火+回火
100 490 620 27 162,166,174 正火+回火
100 490 640 32 156,152,140 正火+回火
100 505 630 30 130,149,154 正火+回火
30 565 685 25 167,170,174 正火+回火
第二种方案设计的目的,是为充分保证100mm、140mm 厚的SM570 钢板性能。从增
加强化角度,此方案较第一种提高了铌、钒含量,约提高到第一种的2 倍,并又添加了微量的钼,
以期适应厚板的要求步。从表5 可以看出,此成分强化作用较第一种明显提高。正火加回火
后,厚度100mm、140mm 钢板的屈服强度富裕量适中,抗拉强度大多在中限(645MPA)附近,
轧制较薄钢板(30mm)时强度更高,抗拉强度接近了标准上限(720MPa),钢板的-5℃纵向冲击
功都在100J 以上。数据表明, 此成分在正火加回火状态下强韧性达到了具佳, 并且正火加回
火后性能达到了Q500(GB/16270)、SPV490(JIS G 3115)的下限水平,其中30mm 厚钢板性能
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100
200
300
400
500
600
700
50
60
62
100
100
100
100,mm
屈服强度，Mpa
抗拉强度，Mpa
延伸率，%
51
还达到了 Q550 的下限水平。实践表明,该成分适合在正火加回火状态下生产大厚度钢板。
我公司供哈尔滨电机厂140mm 厚和部分100mm 厚SM570 即是采用该成分生产,性能合格
率100%。但是,我们认为此成分也有不足之处,即正火状态下屈服强度和韧性偏低,并有不合
格出现,需正火后补充回火才能得到满意的性能值和高的合格率, 工艺环节上有些繁琐。为简
化工艺,缩短生产周期,又调整设计出了第三种方案。
图2 第二种方案钢板的拉伸性能与厚度规格的关系
4.1.3 第三种方案钢板的代表性力学性能数值见表6。
表6 第三种方案钢板的力学性能
厚度,mm σs,MPa σb,MPa δ,% Akv,J,-5℃,
纵向
状态
60 465 595 33 186,182,236 正火
50 455 610 29 252,254,260 正火
55 430 595 36 226,240,262 正火
30 460 620 31 270,274,250 正火
第三种方案吸取了第二种的经验,在第二种基础上,从改善韧性的角度,取消了强化作用
显著的钼,减少了影响韧性的组织因素。另外从强韧性协调角度,加入了较少量的镍,其铌、钒
量基本维持在第二种水平, 以期一次正火即得到良好的性能。
从表6 可以看出,该成分钢板正火后力学性能可满足标准要求,屈服强度和抗拉强度水
平高于第一种,但与第二种相比有所降低,此变化说明该成分设计方向是正确的,但因强度富
裕量略嫌不足,故决定再行调整,随又设计实施了第四种强化方案。
4.1.4 第四种方案钢板的代表性力学性能数值见表7，钢板的拉伸性能与厚度规格的关系见
图3。
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100
200
300
400
500
600
700
800
30
100
100
100
140
140，mm
屈服强度，Mpa
抗拉强度，Mpa
延伸率，%
52
表7 第四种方案钢板的力学性能
厚度,mm σs,MPa σb,MPa δ,% Akv,J,-5℃,
纵向
状态
200 440 610 28 173,154,156 正火
100 470 635 30 182,178,183 正火
70 475 625 31 135,132,126 正火
62 480 650 32 156,227,200
（-26℃）
正火
50 505 655 29 123,130,146 正火
40 510 630 33 214,206,198 正火
30 510 640 31 210,216,206 正火
16 510 650 31 170,127,120 正火
14 495 645 33 177,135,222 正火
第四种方案在第三种基础上进行了微调, 抗拉强度目标值设定为标准的中限。
图3 第四种方案钢板的拉伸性能与厚度规格的关系
微调时从细晶强化角度提高了Nb 的含量,使其达到第二种范围,沉淀强化元素V 含量维
持不变。 因Ni 具有在强化的同时不降低韧性的优点,故也提高了Ni 的含量。
从表7 中可以看出,该方案克服了第三种强化略嫌不足的缺点,使得钢板屈服强度富裕量
适中,抗拉强度基本在标准中限,强度总体上与第二种的水平相当,冲击韧性又略优于第二种,
且只用一次正火而不再需补充回火,从而完全克服了第二种在工艺上的繁琐,同时对厚达
200mm的不同厚度钢板具有广泛的适应性,表现出了钢板组织性能的均匀稳定性和强化设计
的合理性。我们将此方案推广应用,已生产厚度14-200mm 钢板4000 多吨,性能合格率保持为
100%。
