国外低合金高强钢的发展概况相对于我国,一些发达国家在低合金高强钢研究领域起步要早很多,早在19世纪中就已经开始涉猎了,而且发展得也很不错。到如今都还依然处于世界领先的地位。

从20世纪20年代低合金高强度钢的发展来看,基本以拉伸强度为主要设计依据,主要采用铆接结构,碳(高达0。3%)和添加锰,铬,硅等单一合金元素加强。 20世纪20年代以后,采用结构广泛的采矿塌陷焊接技术。屈服强度是设计的基础,要求钢具有良好的焊接性。所以一般减少碳含量和碳当量,并通过热处理获得良好的综合性能,或者添加少量的合金元素。由于低合金高强钢具有良好的综合性能和经济性,所以使用越来越广泛,其要求越来越高。自20世纪60年代以来,微合金钢的发展和冶金生产技术的重大进步[7]。许多大型钢铁公司已经开展了含铜钢的研发。例如:日本川崎,新日铁,阿姆科,内陆,德国蒂森,Hoesch等。研究的主要内容涉及钢化学成分,轧制过程,退火系统对深冲性能,织构形成机理,强化机理,沉淀形态,加工脆性,相变机理,计算机模拟钢加工性能和纹理的影响,这些高强度钢生产研究工作具有重要的指导作用[8-11]。81032

国外低合金高强钢的生产,无论是成分设计还是工艺技术都进入了成熟阶段。应用范畴也在扩大。在一些重要或使用条件恶劣的领域,低合金高强度钢也占据了不可替代的地位[12]。

2 国内低合金高强钢的发展概况

我国在低合金高强钢研究领域起步相对于发达国家是较晚的,所以在上世纪八十年代以前,抗拉强度为600MPa和500MPa的钢种我国一直都是从国外进口,如日本生产的ASTM,AS14F,NK-HITEN6IOU等。但由于成本较高,在国内并没有得到广泛的应用。二十世纪七,八十年代我国控制轧制的基础研究开始进行,在低合金高强钢合金设计理念中,人们开始不再采用以提高钢中碳含量,牺牲塑性来得到更高强度的传统设计理念,新的合金设计是向钢中添加Cr、Ni、V、Ti、Nb、B等少量合金元素,从而提高钢的强度,改善焊接性和耐磨性等力学性能。到目前为止,许多低合金高强度钢的生产已幵始采用此方法,并将成为厚钢板生产的主要方向。对这类钢配套使用的辉接材料的研制成为当前亟待解决的问题之一[13]。论文网

对于大型工程机械,我国自二十世纪八十年代以来,随着改革开放和技术引进,也开始采用抗拉强度为的高强度挥接结构钢,对于提高工程机械档次和延长

设备使用寿命起到了重大作用。但我国工程机械用高强度耐磨钢的性能及配套挥接材料和工艺的研究相对落后,成为影响我国工程机械装备水平的关键因素之一。据国内几家重点企业统计,国内工程机械制造业每年需掉接用高强度钢万吨之多,若全部依靠进口,将耗费巨额外汇。我国年代先后开发了HG70钢(抗拉强度≧700MPa),HG80钢(抗拉强度≧800MPa)。HG70钢和HG80钢适用于车体的结构件、挖掘机斗、电动轮自卸车车厢板等高强耐磨部位。用国产系列钢代替从日本进口的WEL-TEN80钢,每吨可节省外汇约750美元;采用国产材代替进口材,每吨可节省外汇约800美元。因此,采用国产钢材代替进口钢材是必然趋势[14-16]。

此外发展低合金高强钢不仅是实现我国钢铁工业结构调整的重要部分,而且也是我国从钢铁大国转变为钢铁强国的关键措施,因此有必要研制和开发既适合焊接又适合热处理的低合金高强度钢,以适应不同结构对钢材的需求。眼下随着生产工艺的改进、加工手段的完善以及冶金工业技术的革新,国内生产具有高强度机械性能钢材的技术己经成熟。同时在绿色制造和资源回收的世界潮流推动下,各种结构将向薄板组合结构方向发展,在此背景下高强钢将成为各种机械主体的结构材料。我国于1998年启动了“新一代钢铁材料重大基础研究”项目。目标是将占我国钢产量以上的碳素钢、低合金钢、合金结构钢的强度寿命提高15~20年后,将着重推广强度级别达800~1500MPa的新一代钢铁材料。由于新一代钢铁材料晶粒极度细化,焊接时面临的严重问题是焊缝的强韧区晶粒长大等问题。在我国新一代钢铁材料项目中,主要是针对400MPa、600MPa、700MPa、900MPa级超细晶粒钢解决上述燥接性问题,并从燥接方法和挥接工艺等多方面进行综合解决。但是,随着低合金高强度钢的广泛应用,尤其是低合金高强度钢的焊接,给焊接工作者带来很多困难。为了提高强度,需要高的含碳量和合金含量,但是随之而来的问题是强度越高,挥接性也越差。国内的研究人员针对该难题做了大量工作,并且也取得了一定成果。我国目前工程焊接结构用高强度钢己由原来的16Mn、15MnVN发展到14MnMoVNRe、HG70、HG80、HG100、HG130等[17-18]。

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