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集装箱用钢板属于低合金耐候钢的一种。除了具有较好的耐大气及海水腐蚀性能外,还有很高的强度、韧性和良好的焊接性能。因此,生产难度大,尤其是2mm以下的薄规格。国内钢厂除宝钢能批量生产外,其余主要依赖进口。目前700MPa级集装箱板存在着添加昂贵合金元素多、生产成本高的问题,集装箱行业的发展迫切需要开发新的质优价廉的产品。
本论文所研究课题来源于北京科技大学与酒泉钢铁公司合作的项目,为酒钢拟建的常规流程生产700MPa级薄规格集装箱板提供技术储备。本文从产品性能要求出发,完成了以下五项研究:
(1)结合当今高强度微合金钢发展的趋势,按照低碳贝氏体钢的成分要求设计了该钢的具体成分。设计工作充分考虑成本控制问题,采用以B代Mo的设计思路,一方面降低了钢种成本,另一方面充分利用了Nb、B、Cu复合添加对组织转变的积极作用。
(2)利用膨胀法和金相法测定了该钢连续冷却条件下的动态CCT曲线。由于Nb、B的复合作用,该钢的铁素体转变区只占据CCI曲线低冷速端的极小部分,在很大的冷却速度和终冷温度范围内均可得到各种形态的贝氏体。
(3)在Gleeble-1500上进行了双道次的热压缩实验,验证了所设计成分钢种通过合理工艺路线生产700MPa级集装箱板的可行性。初步研究了冷却速度和卷取温度对组织性能的影响。
(4)采用控轧控冷工艺进行了模拟现场轧制实验,对轧后成品进行了金相组织观察和力学性能检测,研究了终轧温度和冷却速度对组织性能的影响。当冷速为20~30℃/s,终轧温度780℃时,可以保证该钢的抗拉强度在730MPa以上,延伸率在18%左右。
(5)通过NaCl盐雾腐蚀实验和NaHSO3周期浸润腐蚀实验检验了钢种的耐腐蚀性能。结果表明,700MPa级集装箱板在以上两种介质中均有较好的耐腐蚀性能,腐蚀速率分别为0.892g/m2h和1.2083g/m2h,相对Q235的腐蚀速率分别为53.65%和53.42%。该钢种具有良好耐腐蚀性能的原因在于耐蚀元素Cu、Cr在内锈层的富集抑制了腐蚀介质的浸入。
以上五项研究表明,所设计钢种有着良好的力学性能、冷弯性能和耐腐蚀性能,可满足生产700MPa级集装箱板的性能要求。