熱軋板卷SS400Cr的拉伸性能研究

翁宇

摘 要：通過不同寬度、不同方向的SS400Cr試樣進行拉伸對比試驗，和金相組織檢驗，研究了SS400Cr拉伸性能的特點。熱軋狀態和帶狀組織造成各向異性，橫向強度高延伸率低，縱向強度低延伸率高。SS400的生產工藝不適用于SS400Cr，應充分考慮添加鉻帶來的問題。

關鍵詞：熱軋板卷；SS400Cr；拉伸性能

RESEARCH ON TENSILE PROPERTIES OF HOT ROLLED STRIP SS400Cr

Weng Yu

（The Institute of Technology of Benxi Iron & Steel Company? ? Liaoning? ? 117000，China）

Abstract：Contrast among tensile tests different width and direction， and microstructure test are made. The characteristics of SS400Cr tensile properties were investigated. Bended structure and hot rolled state caused anisotropy. Transverse strength is higher than longitudinal， and transverse elongation is lower than longitudinal. Production process of SS400 is not applicable to SS400Cr， and the new problem caused by adding chromium should be taken fully into account.

Key words： hot rolled strip; SS400Cr; tensile properties

0? ? 前? ? 言

目前合金高強鋼合金元素Nb、Mo價格居高不下，鉻合金價格比較便宜，加鉻鋼成為較為理想的替代品。

鉻含量不小于0.30%時才能作為合金鋼，而0.30%的鉻嚴重惡化焊接性能，且對強度有較大的影響，采用原有工藝顯然不能滿足需求。為了平衡成本與性能，需采用較為合適的工藝進行生產。

本鋼通過主要指標拉伸性能的研究，逐步掌握了代表性加Cr合金鋼SS400Cr拉伸性能特點，充分考慮焊接性能和拉伸性能的匹配，進行了工藝優化試驗，取得了較好的效果。

1? ? SS400Cr拉伸性能要求

SS400Cr要求屈服強度≥245 MPa，抗拉強度400～510 MPa，延伸率根據厚度不同有較大差別，具體要求見表1。

2? ? SS400Cr成分設計

SS400Cr采用C+Mn+Cr成分設計足以滿足其性能要求，見表2。采用傳統高碳強化的路線能保障產品性能滿足標準，但0.3%鉻明顯增加強度和惡化焊接性能等因素也需充分考慮。

3? ? 拉伸性能檢驗

SS400Cr試樣塊的厚度為8.7 mm，為SS400添加鉻合金，原工藝不變的情況下制造的試樣快。

選取不同寬度、不同方向的拉伸試樣各10支進行拉伸試驗，寬度分別為20、25、30、40 mm，方向分別為橫縱和縱向。由于大小所限，寬度25 mm和40 mm的試樣L0=200 mm，其余L0＜200 mm。

試樣取自同一塊樣板，視所有試樣的化學成分和工藝參數一致。通過不同寬度拉伸試樣的檢驗，可以對比SS400Cr熱軋板卷試樣寬度的變化對延伸率的影響，以及研究SS400Cr熱軋板卷的不同標距延伸率的關系，以滿足不同用戶的需求。通過橫縱方向拉伸試樣的檢驗，可以了解SS400Cr熱軋板卷的橫縱向強度和延伸率差別。

表3是各組試樣的平均值，拉伸過程中，有明顯屈服現象，取ReL作為屈服強度，延伸率測量了A、A50、A80、A100、A200（L0＜200 mm的試樣無法測得A200）。

4? ? 拉伸性能分析

厚度8.7 mm的拉伸試樣應采用橫向、b=40 mm、L0=200 mm的試樣。與標準對比，屈服強度高于標準92 MPa，抗拉強度高于標準80 MPa，延伸率高于標準5.8%。雖然各項指標符合標準要求，但強度富余量過大，比SS400高30～40 MPa，說明在SS400的基礎上添加鉻合金，而不優化其他工藝參數是不合理的，工藝設計中可適量降低強度相關的指標，以尋求最低成本、最優工藝生產最佳產品。

橫向與縱向拉伸試驗結果對比，橫向屈服強度平均高6.7 MPa，橫向抗拉強度平均高7.9 MPa，而橫向延伸率平均低3.4%。橫向強度高延伸率低，縱向強度低延伸率高，說明材料存在明顯的各向異性。

根據測量的不同原始標距的延伸率，計算出縱向和橫向、b=40 mm試樣不同標距間換算因子，見表4和表5，與GB.T17600.1中換算因子（見表6）進行比較，兩者稍有不同，小標距延伸率換算成大標距延伸率時，SS400Cr的換算因子變大；大標距延伸率換算成小標距延伸率時，SS400Cr的換算因子變小。SS400Cr縱向和橫向換算因子存在一定差異，縱向換算因子與GB.T17600.1中換算因子更為接近。

通過換算因子對比， SS400Cr的原始標距越大，延伸率越低。由此可見SS400Cr中存在較多的阻止試樣均勻變形的因素。

熱軋板卷縱向延展大，存在各向異性。金相檢驗顯示（見圖1），SS400Cr心部存在較多的條帶狀組織，使鋼的組織不均勻，進一步增強各向異性，降低鋼的塑性。拉伸過程中，橫向試樣受帶狀組織影響，塑性降低，非均勻變形，大標距試樣的延伸率較低；而縱向試樣受帶狀組織影響小，大標距試樣的延伸率相對較高。

5? ? 優化工藝探討

SS400Cr的生產工藝，需要在SS400基礎上降低強化元素，如碳和錳。降低碳含量，降低強度的同時降低碳當量，有利于產品后續焊接使用。降低錳含量，減少加入錳合金加入量，有效降低成本。

煉鋼生產過程中注意控制鑄坯質量，減少成分偏析。熱軋過程選擇合適的終軋溫度，減少帶狀組織生成。

6? ? 結? ? 論

1）SS400Cr強度過高，SS400的工藝不適用于SS400Cr，需要降低碳和錳，并微調熱軋工藝。

2）SS400Cr中存在各向異性，造成橫縱向強度不同。

3）帶狀組織影響橫向拉伸試樣的延伸率，影響b=40mm、L0=200mm的試樣最為嚴重。

4）鋼種添加鉻的研究工作需進一步擴展，以解決添加鉻后帶來的新問題。