Q235B普碳钢板锰硫比与冷弯性能关系研究

Q235B普碳钢板锰硫比与冷弯性能关系研究

1 前言

冷弯性能是衡量钢材塑性好坏的一项重要力学性能指标。它关系到钢材后序加工成型,影响最终产品产量、合格率和成材率等经济技术指标。根据相关技术资料和科技文献介绍，影响钢板冷弯性能指标的主要因素有：钢的化学成分，钢的纯净度，钢中夹杂物类型、数量形态及分布，轧制工艺制度，金相组织和表面质量等。

酒钢中厚板轧机自投产以来。经过广大技术人员不懈努力,产品规格不断扩大。生产品种日趋齐全,钢板性能指标和实物质量稳步提高，获得了良好的市场形象，在钢材市场上占据了重要地位。随着市场经济日趋激烈，对中厚钢板的实物质量提出了更高要求，纵观性能不合格品检验结果和用户反馈信息，冷弯性能是影响钢板合格率指标的主要因素之一。

2 成分对钢板性能影响

碳是钢材强度和硬度的首要控制元素，随着碳含量增加，钢的强度提高而塑性和韧性下降。硅固溶在钢中，促进加工硬化,使得钢的强度显著提高，塑性和韧性明显下降。硫、磷含量增加，易在钢中产生偏析，使得钢材明显变脆，严重影响钢材的力学性能和工艺性能。锰既可提高钢材抗拉强度和淬透性，固溶强化铁素体，能够降低相变温度Ar3。又可提高钢材的塑性、韧性和加工性能。另外，由于锰与硫的亲和力大于铁与硫的亲和力,锰可与硫形成高熔点的MnS(熔点1600℃)取代低熔点的FeS(Fe和FeS的共晶熔化温度为988℃)，降低FeS在晶间析出的几率，减少钢材热脆性。

Q235B普碳钢板力学性能检验时。不仅要进行拉伸试验(检验钢板屈服强度、抗拉强度、延伸率)和冲击试验，还需进行冷弯试验。由于Q235B普碳钢不含Nb、V、Ti等细化晶粒微合金元素，因此。钢中锰含量高低和锰硫比大小将严重影响钢板冷弯性能指标。

3 数据统计

根据GB/T232—1988((金属冷弯试验方法》国家标准规定，金属冷弯试验结果评定方法分为“完好”、“微裂”、“裂纹”、“裂缝”和“裂断”五个级别，钢板冷弯性能结果评定分为“合格”与“不合格”两个级别。

为分析研究铸坯锰硫比与钢板冷弯性能之间的关系。统计2005年1季度中板工序生产的

Q235B钢厚度6～40mm钢板冷弯试验初检结果5103批次,Mn/S比最大值达到50，而最小值只有10，并按照冷弯试验结果评定方法分类，分类统计结果见表1，Mn/S比与冷弯性能之间的对应关系见散点图l。

表1 Mn/S比与冷弯性能之间的对应关系

图1 Mn/S比与冷弯性能之间的对应关系

由于Mn/S比数值接近连续分布,为研究铸坯Mn/S比与钢板冷弯完好率之间的关系，有必要按照Mn/S比大小对统计数据进行分组；根据数据分布特点。当Mn/S比小于等于19和大于等于25

时冷弯完好率变化不明显。因此，将统计数据按照Mn/S比数值等分为以下几组：≤19、19～21、21～23、23～25和≥25；分组统计结果见表2，表2冷弯完好率最大值为99.15％，每组统计批次应不小于：l/(1—0.9915)=118，表中每组统计批次都在118以上，符合统计要求。

表2 Mn/S比与钢板冷弯完好率之间的关系

为了进一步研究铸坯Mn/S比与钢板冷弯完好率之间的关系，将二者的对应关系绘制成散点图2。

图2 Mn/S比与钢板冷弯完好率之间的关系

4 分析研究

(1)随着钢板冷弯性能初检试验结果评定由完好→微裂→裂纹→裂缝→裂断，铸坯Mn/S比平均值呈逐渐下降趋势。且冷弯性能初检完好钢板Mn/S比平均值明显较其它高。

(2)铸坯Mn/S比越小，钢板冷弯性能不合格几率越大，冷弯完好率降低。

(3)当Mn/S比小于20时，冷弯完好率稳定在一个较低水平。冷弯完好率随Mn/S比变化不太敏感。两者之间的相关性较差。

(4)当Mn/S比在20～25之间时，冷弯完好率随Mn/S比变化非常敏感,两者之间强烈相关。其相关关系接近线性相关性。

(5)当Mn/S比大于25时，冷弯完好率稳定在一个较高水平,冷弯完好率随Mn/S比变化不太敏感,两者之间的相关性也较差。

由此可知,对于Q235B普碳钢而言,铸坯Mn/S比是影响钢板冷弯性能指标的主要原因之一，增大Mn/S比是提高钢板冷弯性能和冷弯完好率指标的先决条件。

5 结论

(1)铸坯Mn/S比是影响Q235B普碳钢板冷弯性能的主要原因之一,随着Mn/S比减小,钢板冷弯性能不合格几率增大，钢板冷弯完好率降低。

(2)Q235B普碳钢板冷弯完好率与铸坯Mn/S比存在一定的相关关系，特别是Mn/S比在20～25之间时,冷弯完好率与Mn/S比强烈相关,两者之间接近线性相关关系；Mn/S比小于20时，冷弯完好率稳定在一个较低水平,两者之间相关关系不明显；Mn/S比大于25时，冷弯完好率稳定在一个较高水平,两者之间相关关系也不明显。

(3)可以通过提高铸坯Mn/S比来改善Q235B普碳钢板的冷弯性能，但要将Mn/S比提高到25以上才能取得良好效果，进一步提高效果较弱。