耐候钢制造的桥梁不用涂漆 降低了制造和维护成本
通过对提高钢大线能量焊接性技术的研究,目前国外以日本为代表的国家已经研制出很多适用于大线能量焊接的钢种,其组织主要为铁素体和超低碳贝氏体。国内武钢研制了WGJ510C2和WDL610D2钢,具有较好的大线能量焊接性能,并申请了专利。
此外,武钢还研制了大线能量焊接高韧性抗锌液腐蚀用钢。该钢以Nb、V等微合金元素提高钢的强度,采用Ti的复合氧化物获得≥50kJ/cm的抗大线能量焊接性能。
船板钢:高强钢板用于造船目的在于减轻船身重量,降低油耗,也就是所谓的“节能船”。随着钢铁生产和船舶设计技术的发展,船用钢的屈服强度也从315MPa增加到355MPa。最近的趋势是使用屈服强度更高的高价值钢板,比如390MPa的屈服强度。日本已经开发出系列适应大线能量焊接的船用板。如JFE公司采用MACS(multipurposeacceleratedcoolingsystem)工艺研制了YP390船用厚钢板,该钢低N,含有少量的Nb并添加了REM-Ti,焊接接头在大线能量条件下仍具有良好的低温韧性。试验测试结果表明,钢板的性能以及在147~274kJ/cm线能量下气电立焊接头的性能均满足使用要求。此外,日本还采用EWEL技术开发了YP355MPa级LPG低温船用板,抗拉强度520MPa,承受的焊接线能量为106kJ/cm;而其开发的Q390MPa钢板,在600kJ/cm的输入能量下仍具有良好的焊接性能。
海洋建筑构件用钢:近年来,随着石油工业的发展,濒海构件也用到了极地和深海地区。随着强度的提高和厚度的增加,用于濒海的钢板必须满足-40℃下的CTOD值,落锤试验时零脆转变温度TNDT低于-85℃以保证充足的断裂韧性和抗裂纹扩展能力。
日本最初应用于寒冷地区能源开发的大线能量焊接厚板为YP360MPa结构钢板,最大厚度70mm,能够承受130kJ/cm的线能量。适应更高强度的需要,通过控制Ceq和Pcm,降低C、N、Si和P成分以及REM-Ti处理并控制Ti/N比,并运用了控制轧制和加速冷却工艺(MACS),日本研制出厚75mm和101.2mm的YP420级钢板。因为加入了1.1%的Ni,这些钢板的低温韧性也不错。
桥梁用耐候钢:现在的桥梁需要大量焊接。日本Kawasaki钢铁公司利用组织控制技术研制了超低碳贝氏体耐候钢SMA570WTMC,钢中加入了Ni、Cu、Cr、Mo和P合金元素,含碳量约0.02%。通过调整Mn量,按强度分为三个等级:400MPa级、490MPa级和570MPa级,钢板厚25~75mm。在200kJ/cm的热输入条件下HAZ冲击功超过47J。用这些耐候钢制造的桥梁不用涂漆,降低了制造和维护成本。
此外,Kawasaki还研制了800MPa级的非热处理高韧性超低碳贝氏体钢棒,取代传统的淬火回火钢AISI4173用于汽车和工业设备领域。该钢轧后组织为贝氏体铁素体(αB),屈强比达到85%。利用Cu弥散强化,提高了钢的耐磨损性能。