16mn工字钢高强度钢(high strength low alloy steel)碳含量低于0.25%、合金元素总含量低于5%、强度高于普通碳素钢的一类低合金钢。它是在低碳钢的基础上加入一种或多种少量的合金元素,在热轧状态下就能得到高强度。16mn工字钢强度钢的屈服强度一般都高于275MPa,同时还具有良好的塑性、韧性、焊接性、冷热加工性和成形性。
铁素体一珠光体钢。一般低碳16mn工字钢在热轧或正火状态下可得到铁素体和珠光体组织。中国用量的16mn工字钢高强度钢16Mn在热轧状态下、15MnV和15MnTi在正火状态下均为铁素体加珠光体组织。16Mn钢的屈服强度%26ge;345MPa,15MnV和15MnTi钢的屈服强度均%26ge;390MPa。在控轧控冷条件下,16mn工字钢的铁素体晶粒可细化至10~12级,屈服强度可达390MPa以上。在控轧控冷条件下,铁素体加珠光体组织屈服强度的极限值可达440MPa以上,生产厚度可达30mm以上。
在对氢进行定量化的同时,使16mn工字钢内氢的存在部位呈可视化是一个重要的课题。作为其手段有氚电显自射线照相法、氚伦琴射线照相法、二次离子质量分析法、扫描式光电子化学显微镜法和氢显微照相法等。其中,氢显微照相法从原理上来看,其灵敏度和分辨率很高,因此需要特殊的设备。
在渗入的氢影响延迟断裂的情况下,即使是相同的钢材(由环境渗入的),渗入的氢也会因环境的不同而不同,产生的延迟断裂特性也会发生变化。调查了各种1100MPa级钢在不同环境下的延迟断裂特性。环境越严酷,16mn工字钢的延迟断裂特性越差,但16mn工字钢的延迟断裂特性反而提高。结果可知,由于环境的不同,延迟断裂特性的评价也会相反。采用相同钢种生产的16mn工字钢在实际裸露使用后的断裂评价与在适度环境下使用试验后的评价一致。这也与最近建筑研究所和物质材料研究机构的研究报告一致。这暗示着在进行16mn工字钢这种新材料开发时,还必须很好地考虑到进行延迟断裂试验的环境。
连轧16mn工字钢的轧制过程是依靠万能轧机和轧边机的相互结合实现的,16mn工字钢轧制是一个几何、材料和边界三重非线性问题,腹板和翼缘的相互影响使16mn工字钢轧制过程比较复杂,再加上温度等因素的影响对16mn工字钢轧制变形的分析造成了很大的难度,因此很多人对16mn工字钢的轧制过程进行了模拟研究,但是对连轧16mn工字钢轧制变形过程的数值模拟研究很少,所以其研究内容是通过大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA采用热力耦合大变形的模拟方法对16mn工字钢连轧过程进行了数值模拟,并以津西钢铁有限公司现场的轧制条件、工艺参数为依据对模拟参数进行了设置。