Page 49 - 理化检验-物理分册2022年第十二期

刘 鹏, 等: 一种海上风电用 S355ML 钢的研制方法及其力学性能

图 1 不同成分 S355ML 钢的拉伸性能散点图

图 2 不同成分 S355ML 钢应变时效前后的 -40 ℃ 温度下冲击性能散点图
同规格钢板强度都可以满足技术要求, 成分 A 的碳
元素含量最高, 对低温冲击韧性的影响最大, 故生产

的钢板经应变时效处理后, 钢板冲击韧性波动很大,
无法满足技术要求。成分 B 在成分 A 的基础上降
低了碳元素含量, 加入了铜、 镍、 铌合金元素, 合金元
素的固溶强化作用改善了钢板的低温韧性, 满足应
变时效处理后的低温冲击性能要求。成分 C 在成
分 B 的基 础 上 进 一 步 降 低 了 碳 元 素 含 量, 加 入 了
铜、 镍、 铌等细化晶粒合金元素, 对低温韧性的改善
图 3 不同成分韧脆转变温度对比
极其明显 [ 5 ] , 应变时效后的低温冲击性能完全满足
试轧的 S355ML 钢在不同温度下的应变时效敏
技术要求。
感系数计算公式如式( 1 ) 所示, 结果如表4所示。
低合 金 钢 的 应 变 时 效 敏 感 系 数 一 般 小 于
表 4 不同成分研制 S355ML 钢应变时效敏感系数 %
[ 6 ]
40% 。由图 4 可知, 成分 A 研制的 S355ML 钢在
温度 / ℃

成分 -20 ℃ 与 -40 ℃ 的应变时效敏感性已经非常高,
0 -20 -40 -60
说明冲击韧性在应变时效处理后发生急剧劣化, 无
A 37 89 184 388
法满足使用需求; 成分 B , C 在 -40℃ 时的应变时效
B 31 30 39 140
敏感系数小于 40% , 具备很好的焊接性能和冷加工
C 19 24 31 94

A K-A KS 变形性能, 完全满足使用需求。
C= ×100% ( 1 )
对 3 种 成 分 研 制 S355ML 钢 应 变 时 效 后 的
A KS
式中: C 为应变时效敏感系数; 为未经应变时效 低温冲击试样断口 形 貌 进 行 分 析, 可 发 现 成 分 A
A K
的冲击吸收能量平均值; 为应变时效后的冲击 研制 S355ML 钢的断口形貌 皆 为 解 理 断 裂, 韧 性
A KS
较差; 成分 B 研制 S355ML 钢的断口形貌基本为
吸收能量平均值。
韧 窝 状,低 温 冲 击 韧 性 较 好;成 分 C 研 制
4 试验结果
S355ML 钢的断口 形 貌 全 部 为 韧 窝 状, 低 温 冲 击
从上述试验结果可以看出, 按 3 种成分生产的 韧性最好。
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