低合金高強耐磨材料Bisplate320的特點

（海洋石油工程股份有限公司，山東 青島 266520）

低合金高強耐磨材料Bisplate320的特點

景 迪，徐現東，趙順利

（海洋石油工程股份有限公司，山東 青島 266520）

低合金高強鋼廣泛應用于鋼結構工程領域。簡述了澳大利亞RGP5鐵礦模塊建造項目中排風除塵系統常使用的一種低合金高強耐磨材料Bisplate320的特點，該材料保持了低碳、多種微量合金元素組合的化學成分設計，通過連扎控冷、精確控制爐溫和淬火速度的先進熱處理技術，極大改善了材料的微觀組織結構，從而獲得傳統低合金高強鋼難以實現的高強度、高硬度、高耐磨性，同時還具有良好的沖擊韌性和焊接性。由于該新型材料在獲得諸多優異性能指標的同時還保留良好的焊接性，該新型低合金高強度材料在礦山機械排風除塵系統、煙管煙道、風機口、耐磨材料等領域具有廣闊的應用前景。

Bisplate320；高強度；焊接性；熱處理；耐磨

0 前言

低合金高強鋼廣泛應用于鋼結構工程領域。近年來，科研人員一直致力于改善低合金高強鋼的組織和性能，追求低成本、高性能的結構材料。清華大學楊志剛[1]等利用真空感應電爐重新熔煉原工業化低合金高強鋼，增加S、V含量，經奧氏體化后在較低溫度保溫一段時間，使MnS和V（C，N）析出，改善了低合金高強鋼組織，提高了力學性能。北京科技大學施雄樑[2]等采用多功能連續退火模擬器Multipas對屈服強度為380 MPa的低硅型冷軋低合金高強鋼板連續退火生產工藝進行模擬，采用較低的退火溫度和較高的退火速度可獲得較好的強化效果。重慶工學院蘇理云[3]等建立了力學性能與化學成分的多重多元回歸模型，得出五大常規元素的控制精度仍是穩定低合金高強度鋼質量的關鍵因素。寶山鋼鐵股份有限公司研究院的張愛文[4]等對鈮、鈦微合金化低碳錳系汽車用低合金高強度鋼的成分和控冷工藝對其組織與力學性能的影響進行了試驗研究，結果表明：卷取溫度降低，鋼的強度上升，伸長率下降，組織由鐵素體+珠光體向貝氏體、馬氏體轉變；高溫卷取時，鈮、釩對強度的貢獻較明顯，低溫卷取時碳的貢獻較大；對含碳0.06%～0.11%的錳-鈮-鈦系低合金高強度鋼，同一成分采用不同的控冷工藝可以達到S550MC與S700MC兩個級別的性能要求。

澳大利亞RGP5鐵礦模塊項目中使用的低合金高強鋼板Bisplate320材料是由澳大利亞某公司制造，該材料采用合理的熱處理工藝，經過卷制焊接、接長以后，主要用于礦山設備排風除塵的風管系統中。

1 Bisplate320的性能特點及焊接性

1.1 Bisplate320的性能

根據材料廠家提供的作業指導書，Bisplate320具有優良的物理化學性能，對8mm厚的Bisplate320取樣進行物理性能試驗，試驗結果與廠家提供的材質證書幾乎一致。廠家提供的數據與試驗數值及國內NM360高強耐磨鋼[5]數據對比詳見表1。

表1 Bisplate320和NM360物理性能對比

由表1可知，Bisplate320在抗拉強度低于NM360的前提下，硬度幾乎接近，其延伸率和韌性均優于NM360。

1.2 Bisplate320的焊接性

采用氬弧焊和低氫焊絲，控制好最大熱輸入量對壁厚為8 mm的Bisplate320進行焊接認證。在合格批準的焊接工藝規程指導下，使用常見的TGS-309L（AWSA5.9ER309）φ2.4mm的氬弧焊焊絲，在最小預熱溫度為25℃的條件下，調整合理的電流電壓，按照規定范圍的焊接速度（50～120 mm/min）焊接。焊縫的外觀檢查滿足美國焊接協會的相關標準，又對樣板進行了物理化學性能認證，其結果都滿足相關的標準和檢驗要求，進一步確認了Bisplate320具有良好的焊接性能。

2 Bisplate320的特點分析

Bisplate320具有優異的物理性能和焊接性能，通過分析母材化學成分和微觀晶粒結構，得出Bisplate320材料具有優異性能的關鍵在于特殊的加工工藝。

（1）w（C）=0.16%，這為 Bisplate320良好的焊接性提供了很好的基礎。

（2）w（S）=0.003%、w（P）=0.01%，這些雜質元素的含量控制非常到位，這為Bisplate320獲得各項良好的物理化學性能指標提供了前提。

（3）Bisplate320化學成分中含有微量的合金元素，鉻、鉬的加入顯著提高了強度、硬度和耐磨性；鈦、釩、鋁等脫氧元素的加入，能夠顯著細化組織晶粒，提高強度和沖擊韌性；硼、鈮、氮的加入，在提高鋼的強度和低溫韌性的同時，改善鋼的焊接性。因此可以發現雜質含量的精準控制、合金元素的合理配比，為Bisplate320具備優異的物理化學性能提供了必要條件。

（4）Bisplate320的制造廠家在標準的熱處理曲線上，精確控制溫度上升速度、保溫時間、溫度下降速度。因此，除控制好基本的化學元素外，精湛的熱處理工藝在其中發揮了決定的作用。

3 結論

Bisplate320具有高強度、良好的耐磨性和硬度、優異的沖擊韌性等特點，在澳大利亞RGP5鐵礦模塊項目中得以應用。Bisplate320材料與傳統低合金高強度材料相比，在化學成分基本一致的狀態下，通過精湛的熱處理工藝，精確控制合金元素的配比，從而獲得應用率極高的高強耐磨材料。

[1]楊志剛，張弛，陶鵬.一種改善低合金高強鋼組織和性能的方法[P].清華大學專利，2008.

[2]施雄粱，張建平，劉永剛，等.連續退火工藝對低硅型冷軋低合金高強鋼板力學性能的影響[J].北京科技大學學報，2008，30（8）：870-874.

[3]蘇理云，鄧燕，冉雪竹，等.低合金高強度鋼力學性能與化學成分之間的統計建模與分析[J].重慶工學院學報，2009，23（2）：36-40.

[4]張愛文，鄭磊.汽車用低合金高強度鋼成分及控冷工藝[J].機械工程材料，2006，30（12）：11-13.

[5]張宇斌，秦潔.高強度耐磨鋼生產現狀與發展[R].高品質特殊鋼技術與市場論壇，2009.

Characteristic of low-alloy high-strength abrasion resistant material Bisplate320

JING Di，XU Xiandong，ZHAO Shunli

（China Offshore Oil Engineering Co.，Ltd.，Qingdao 266520，China）

Low-alloy high-strength steels are widely used in steel structure engineering field.The characteristics of low-alloy high-strength abrasion resistant material Bisplate320 usually used in ductwork of iron mine module fabrication project are introduced.Bisplate320 remains the chemical composition design of low carbon and various alloy microelements,and many advanced technology are used during production,such as continuous rolling and controlled cooling,accurate controlling furnace temperatures and quenching speed,which greatly improves the microstructure of materials and finally the high strength,high hardness,high abrasion resistant,excellent impacttoughness and weldability are obtained.Bisplate320 has wide application prospect in the fields of ductwork of mining machinery,smoke tube,flue,draught fan,abrasion resistant material because of its excellent mechanical properties and good weldability.

Bisplate320；high strength；weldability；heat treatment；abrasion resistant

TG457.1

B

1001-2303（2017）09-0106-02

10.7512/j.issn.1001-2303.2017.09.23

本文參考文獻引用格式：景迪，徐現東，趙順利.低合金高強耐磨材料Bisplate320的特點[J].電焊機，2017，47（09）：106-107.

2017-05-01；

2017-07-01

景 迪（1984—），男，工程師，學士，主要從事大型鋼結構工程質量檢驗工作。E-mail：jingdi@mail.cooec.com.cn。