高层建筑用钢SM490B的成分性能优化

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表 2 S M 490B 的性能实物水平
Ρs (M Pa ) ≤16mm 标准 实物 ≥325
359 ～ 480 402 > 16 ～ 40mm > 40 ～ 100mm
2000 年第 2 期
Ρb (M Pa )
8 ～ 100mm 490 ～ 610 490 ～ 605 542 1A , ≥17
T i= 0. 01%～ 0. 008% 平均 0. 004% ,M o= 0. 002%～ 0. 038% 平均 0. 015% , V = 0. 001%～ 0. 005% 平均 0. 002% , N b= 0. 001%～ 0. 008% 平均 0. 003% 。
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图 Ceq- H 关系图
以及 L CL + 20 ～ U CL - 20 ( 即 510 ～ 590M Pa ) 作 为控制值, 对碳当量进行优化。 由方程 ( 2) 得:
以它来衡量回归方程是否显著, 只要回归方程的 F 值大于此值, 就说明回归方程显著) F > F 0. 01 ( 2, n- 3) , 说明回归方程在 a= 0. 01 水平上是显著的, 因此, Ρs、 Ρb 的回归方程可用于 优化成分, 性能预测和控制。 2. 2. 2 屈服强度 Ρs 的回归分析 J ISG3106 标准中, 对不同规格范围规定了 Ρs 的下限值, 以标准下限值 (L CL ) 及标准下限 L CL + 20 (M Pa ) 作为控制目标, 分别计算出不同厚度 下需要的 Ceq 值。 由方程 ( 1) 得: ( 3) Ceq= ( Ρs - 191+ 0. 56×H ) 519 将 Ρs 和 H 代入方程 ( 3) , 计算出在不同规格 下满足性能 Ρs 需要的 Ceq 值 ( 表 5) 。
第 6 卷第 2 期
宽厚板
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・试验研究・
高层建筑用钢 S M 490B 的成分性能优化
温建峰
( 舞阳钢铁有限责任公司质量管理部)
摘 要 高层建筑用 SM 490B 钢具有良好的焊接性能, 舞钢虽有多年的生产经验, 但目前仍存在性能不稳 定, 抗拉强度偏低的问题。 本文利用回归的方法, 对近两年公司生产的 SM 490B 钢板性能进行分析, 确定相关变 量对性能的影响关系及其特性值, 利用回归方程进行成分优化、 性能预测, 以使钢板具有良好的机械性能, 满足 用户的需求。 关键词 高层建筑 SM 490B 钢板 成分性能优化 回归
表 1 S M 490B 的成分实物水平 ( 熔炼分析 % )
C Si > 50 ～ 200mm Mn P S A lt
标准 实物
≤50mm ≤0. 18
0. 12 ～ 0. 16 0. 16
≤0. 55
0. 20 ～ 0. 44 0. 31
≤1. 60
1. 21 ～ 1. 50 1. 34
余量, 抗拉强度 ( Ρb ) 符合技术标准的要求, 但有部 分是临近或等于下限值 ( 约有 10% ) , 延伸率存在 个别批次初验性能不合, 复验后都合格, 且初验和 复 验 的 性 能 相 差 较 大, 冲 击 功 除 厚 板 ( 80～ 100mm ) 存在不合或数值偏低外, 其它都符合标 准要求, 且有较大富裕量。
则易造成钢板 Ρb 性能超标准上下限。 以同样的方法可以计算出不同规格范围, 满 足 Ρb 性能要求所需要的碳当量值见图。
间任何规格钢板, 其 Ρs 性能都能满足标准要求, 但这只是理论计算的结果, 在实际生产中考虑到 轧制工艺的影响, 以及钢板性能的不均匀性, 为使 钢板具有良好的性能, Ρs 控制在标准下限 L CL +
宽厚板 轧制不同的厚度, 为满足 Ρs 性能的要求, 需 要 不同的碳当量值 , 轧制 8～ 1 0 0mm 钢板 , Ρs 按 标 准 下 限 控 制 时 , 碳 当 量Ceq 的 共 同 区 域 为≥
0. 309% 即 Ceq ≥ 0. 309% 时, 轧制 8～ 100mm 之
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0. 365%～ 0. 453% , 碳当量不宜超出此范围值, 否
Ρs
M Pa
Ceq %
≥325 ≥315 ≥295 ≥295
≥0. 276 ≥0. 283 ≥0. 282 ≥0. 309
≥345 ≥335 ≥315 ≥315
≥0. 314 ≥0. 321 ≥0. 320 ≥0. 347
2. 2 钢锭成材的强度回归分析
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= 4. 61。 ( 注: F 0. 01 ( 2, n - 3 ) 为回归方程显著性系数,
频数
29 79 145 85 21 359
பைடு நூலகம்
平均 Ρs
M Pa 361 361 370 384 387 371
平均 Ρb
M Pa 521 531 539 558 564 542
平均 ∆5
% 31 30 30 28 27 29
表 5 不同规格满足 Ρs 的碳当量
标准控制 规格 H 8 ～ 16
> 16 ～ 40 > 40 ～ 75 > 75 ～ 100
Ceq= C+ M n 6+ Si 24+ N i 40+ C r 5+ M o 4+ V 14
表 4 轧制规格与性能的相关性
规格
mm
频数
40 140 83 69 27 359
表 3 碳当量与性能的相关性
Ceq % > 0. 36 ～ 0. 38 > 0. 38 ～ 0. 40 > 0. 40 ～ 0. 42 > 0. 42 ～ 0. 44 > 0. 44 ～ 0. 46
2. 2. 1 回归方程和显著性检验 以碳当量 (Ceq ) 和规格 (H ) 作为影响钢板强
度性能的因素, 对热轧锭成材 SM 490B 的 Ρs、 Ρb 进 行回归, 得出回归方程: ( 1) Ρs = 191+ 519×Ceq- 0. 56×H ( 2) Ρb = 270+ 742×Ceq- 0. 41×H 从回归方程可知: Ceq 与强度 Ρs、 Ρb 正相关, 规格 H 与强度 Ρs、 Ρb 负相关 回归方程显著性检验: 用方差比 F 对回归方程进行检验, Ρs 的 F = 22. 35, Ρb 的 F = 64. 53, F 变量服从 F 分布, 给定 显著性水平 a= 0. 01, 查 F 分布表 F 0. 01 ( 2, n - 3 )
∆5 (% )
1A , ≥21 4 号≥23
A K V (J )
0℃
≥315
315 ～ 485 383
≥295
295 ～ 460 362
≥17
18 ～ 33 24
≥21
20 ～ 36 28
≥23
21 ～ 38 32
≥27
17 ～ 192 90
2 钢板强度性能回归
钢板强度性能取决于钢的成分、 组织、 轧制规 格、 轧制工艺、 热处理工艺等多种因素的影响, 为 预报化学成分和轧制规格对热轧钢板性能的影 响, 在现有轧制工艺条件不变的情况下, 忽略轧制 工艺对钢板强度的影响, 以碳当量 (Ceq ) 和轧制 厚度 (H ) 作为相关变量对强度性能进行回归。 2. 1 碳当量 (Ceq ) 和厚度 (H ) 与强度性能的相关 关系 以不同的碳当量 (Ceq ) 和不同轧制厚度 (H ) 分别对钢板强度性能进行统计, 结果是随着碳当 量的增大, 强度 Ρs、 Ρb 提高, 随着规格的增大, 强度 、 降低 , 即碳当量与强度 Ρs Ρb Ρs、 Ρb 正相关, 厚度与 强度 Ρs、 表 4。 Ρb 负相关, 见表 3、
O pti m iza tion of Com position and Properties of S M 490B Steel for H igh R ise Bu ild ings
W en J ianfeng
(Q ua lity M anagem en t D ep a rtm en t of W uyang Iron and Steel Co. L td ) Abstract H igh rise bu ild ing SM 490B steel ha s excellen t w eldab ility. W uyang Iron and Steel Co. L td ha s m any yea rs of p roduction exp erience of such steel, how ever, a t p resen t, p rob lem s tha t in stab ility of p rop erties and som ew ha t low er ten sile streng th still ex ist. T h is a rticle, by u sing reg ression m ethod, m akes an ana lysis of p rop erties of SM 490B steel p roduced by ou r com p any over the recen t tw o yea rs, determ ines the effect rela tion sh ip of relevan t va riab les on p rop erties and their chavacteristic va lue, u ses reg ression egua tion in op ti m iza tion of com po sition and p rop erties p ro jection, so tha t the p la te ha s excellen t m echan ica l p rop erties to . m eet cu stom ers’ neeed s Keywords H igh rise bu ild ing s, SM 490B p la te, O p ti m iza tion of com po sition and p rop erties, R eg ression.
平均 Ρs
M Pa 402 375 368 359 348 371
平均 Ρb
M Pa 559 541 541 537 528 542
平均 ∆5
% 24 28 32 32 30 29
8 ～ 16
> 16 ～ 40 > 40 ～ 60 > 60 ～ 80 > 80 ～ 100
目标控制 Ρs
M Pa Ceq %
1 S M 490B 的生产实物质量水平
近两年生产的热轧 ( 未加 N b、 未进行微合金 化处理) 8～ 100mm 的 SM 490B 钢板实物质量见 表 1 和表 2。 SM 490B 的屈服强度 ( Ρs ) 符合标准或技术协 议的要求, 除个别批次的性能值接近或等于标准 下限外, 其余批次的性能值都比标准有较大的富
20 (M Pa ) 为宜, 这时碳当量 Ceq 的共同区域为≥ 0. 347% , 即 Ceq ≥0. 347% 时, 轧制 8 ～ 100mm 之
间任何规格钢板, 都能使其 Ρs 性能适中, 满足技 术要求。
2. 2. 3 抗拉强度 Ρb 的回归分析 J ISG3106 标 准 中, Ρb 的 范 围 值 为 490～ 610 M Pa, 以标准 L CL —U CL ( 即 490～ 610 M Pa )
≤0. 035
0. 008 ～ 0. 026 0. 015
≤0. 035
0. 004 ～ 0. 028 0. 010
0. 015 ～ 0. 052 0. 032
≤0. 20
0. 13 ～ 0. 20 0. 15
残余元素: C r= 0. 01%～ 0. 18% 平均 0. 06% , N i= 0. 03%～ 0. 18% 平均 0. 08% , Cu= 0. 07%～ 0. 27% 平均 0. 15% ,