1、AH32高強(qiáng)度船板鋼火工工藝摸索李劍鋒摘要：采用拉伸試驗(yàn)機(jī)、擺蛭式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)、彎曲i式驗(yàn)機(jī)、金柜顯微鏡、維氏硬度計(jì)等物究了 650石、950、 1100三個(gè)溫度火工校正后AH32高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼力學(xué)性能和顯微組織的變化規(guī)律。試檢結(jié)果表明：在 經(jīng)過(guò)650、950、1100'C三個(gè)溫度火工校正后，AH32高艱度船體結(jié)構(gòu)弱顯微組織均為鐵素體+珠光體， 隨昔火工校正溫度的升高，晶粒粗大，塊狀鐵素體較量減少，片狀鐵素體和針狀鐵素體增多，虢氏體越來(lái) 超產(chǎn)量 在1100七火工校正溫度時(shí)AH32鋼板的強(qiáng)度，硬度，塑性和韌性變化不大，都能滿足CCS規(guī)范 對(duì)AH32鋼板的要求。關(guān)鍵詞：AH32高強(qiáng)度船體結(jié)

2、構(gòu)蝌；火工校正；力學(xué)性能；顯微組織1引言高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼具有高強(qiáng)度、良好的空性、低溫沖擊韌性、優(yōu)良的冷彎等加工性能 和可焊性等一系列的優(yōu)點(diǎn)，符合大型船舶、海工產(chǎn)品等建造輕皇化、專業(yè)化的發(fā)展趨勢(shì)以 及低碳經(jīng)濟(jì)和綠色船舶的概念，因而近年來(lái)在船舶及海洋工程裝備領(lǐng)域的應(yīng)用大幅增加。 在船體建造時(shí)，船體各部分的構(gòu)件在加工、裝配以及焊接過(guò)程中，由于應(yīng)力的存在會(huì)發(fā)生 不同程度的波浪、彎曲和翹曲等變形，特別是焊接加工時(shí)的影響懸大。為保證船體的裝配 精度和外觀質(zhì)量、消除船體局部的應(yīng)力集中，一般采用火工校正的方法來(lái)矯正變形。但是 高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)用鋼為低碳低合金鋼，對(duì)溫度較為敏感，不同的加熱溫度對(duì)其組織狀態(tài)和 力學(xué)

3、性能的差異較大，極易造成沖擊韌性和空性的大幅下降。目前AH32高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu) 鋼在公司散貨船上的使用比例達(dá)到了 70%,在船體外板等暴露位置更是達(dá)到了 90%之多， 研究不同火工校正溫度對(duì)AH32高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼力學(xué)性能和顯微組織的影響，對(duì)公司船 舶建造中AH32板的規(guī)范使用和火工工藝具有良好的指導(dǎo)意義。本文研究了 650 , 950、 1100'C三個(gè)溫度火工校正空冷后AH32高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼強(qiáng)度、韌性、塑性、硬度和顯微 組織的變化規(guī)律，并按照中國(guó)船級(jí)社材料與焊接規(guī)范（以下簡(jiǎn)稱“CCS規(guī)范”）中對(duì)AH32 的要求進(jìn)行評(píng)定。2試驗(yàn)材料與方法火工校正工藝采用丙烷火焰加熱，焰道寬度為40m

4、m,加熱嘴的口徑為3mm,焰芯距 V3mm,采用紅外線測(cè)溫儀測(cè)定加熱溫度。火工校正用AH32鋼板規(guī)格為lOOOmmX400mmX16mm,在長(zhǎng)度方向（縱向）中心劃兩 條相距40mm的線確定焰道寬度，火工校正溫度為650、950 , 1100o力學(xué)性能截取 焰道縱向拉伸試樣1根，焰道橫向拉伸試樣1根，焰道橫向正反面彎曲各1根，焰道中心 沖擊試樣1組，焰道交界線沖擊試樣1組，金相試樣1塊，硬度試樣1塊，取樣和測(cè)試位 直如圖13.按“CCS規(guī)范”進(jìn)行制樣并進(jìn)行試驗(yàn)。圖2沖擊試樣缺口軸線位置示意圖囪3維氏硬度測(cè)試部位示意圖3試驗(yàn)結(jié)果分析3.1 顯微組織觀察與分析圖4為AH32高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼原材料和6

5、50、950、1100火工校正后的顯微組 織形貌，放大倍數(shù)為200倍，觀察部位為近焰道面區(qū)域。由圖可知，原材料和不同溫度火工校正后的顯微組織均為鐵素體+珠光體，原材料的部分珠光體組織沿扎制方向呈帶狀分布。火工校正后的顯微組織中未發(fā)現(xiàn)其它新相析出， 但隨火工溫度的升高，AH32鋼板的鐵素體形態(tài)有著較大的差異。相對(duì)于原材料，650火 工校正后的晶粒有一定程度的細(xì)化，晶粒較細(xì)小，部分珠光體呈帶狀分布，鐵素體基本呈 塊狀，只有少量的片狀鐵素體存在。隨著溫度的升高，晶粒越來(lái)越粗大，塊狀鐵素體數(shù)量 減少，片狀鐵素體和針狀鐵素體持續(xù)增多，魏氏體組織越來(lái)越嚴(yán)重:。”00時(shí)，大部分鐵 素體呈網(wǎng)狀、片狀或針狀，有

6、“過(guò)熱”傾向。9501100aC圖4 650、950、1100火工校正后的顯微組織形貌3.2 力學(xué)性能測(cè)試與分析圖5為為AH32鋼板高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼在650、950、1100火工校正后的拉伸性 能變化曲線。由圖可知，AH32鋼板在三種溫度火工校正后的縱向抗拉強(qiáng)度相比原材料均有 小幅的提高，上屈服強(qiáng)度相比原材料：650時(shí)有小幅降低，95(TC時(shí)有小幅提高，1100 時(shí)數(shù)值相同。橫向抗拉強(qiáng)度和上屈服強(qiáng)度相比原材料均有小幅的提高。總體抗拉強(qiáng)度和上 屈服強(qiáng)度變化不大。由圖可知，在650、950、”00火工校正后AH32鋼板的抗拉強(qiáng)度和上屈服強(qiáng)度 均在CCS規(guī)范要求的范圍內(nèi)。一打工拉刃雖皮（縱向）（松向

7、）一打工拉。雖皮560 p色 530 位 500 映470440厚材 $465O95O11OO415p 390曉 365340315原木才於L65O950 C 11OOMC火工校正溫度/P工校正溫唐/ 抗拉弓雖度要求44O57OMFa上屈服弓雖度要求N 315M尸1圖5 650、950、1100火工校正后的拉伸性能變化曲線.斷后伸長(zhǎng)率（向）-A斷后伸長(zhǎng)率（橫向）圖6為AH32鋼板在650、950、1100C火工校正后的斷后伸長(zhǎng)率變化曲線。與原 材料相比，AH32鋼板的斷后伸長(zhǎng)率變化不大，其中”00時(shí)橫向拉伸的斷后伸長(zhǎng)率下降 較多，但也滿足CCS規(guī)范要求。由斷后伸長(zhǎng)率曲線可知，1100以內(nèi)的火工

8、校正工藝對(duì)火 工校正區(qū)域塑性的影響不大。34. 0 - 32. 0 藝 30. 0 M28. 0 26. 0 正24. 0 W22. 0原材米斗6509501100火工校正溫度/ 斷后仲氏率要求N22%囪6 650、950、1100火工校正后的斷后伸長(zhǎng)率變化曲線表1為AH32鋼板在650、950、1100火工校正后彎曲性能檢測(cè)結(jié)果，其中t為鋼板厚度。由表可知，經(jīng)不同溫度火工校正后日勺AH32鋼板在正彎和反彎工藝試驗(yàn)后均未發(fā) 現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的明顯裂紋。表1 AH32鋼板在650、950、1100火工校正后彎曲性能檢測(cè)結(jié)果火工校正溫度/上彎芯直徑/mm彎曲角度/C )檢測(cè)結(jié)果正穿反彎原始板材4i180

9、無(wú)裂紋無(wú)裂紋6504t180無(wú)裂紋無(wú)裂紋9504t180無(wú)裂紋無(wú)裂紋11004t180無(wú)裂紋無(wú)裂紋圖7為AH32鋼板在650、950、1100火工校正后焰道面中心沿厚度方向的維氏 硬度變化曲線。由圖可知，經(jīng)火工校正后的區(qū)域接近焰道表面的硬度有一點(diǎn)升高(基體硬 度均值為HV145)。焰道表面硬度值是高，隨著沿厚度方向距離的增大，硬度值呈降低趨勢(shì), 在4mm以后，硬度值隨厚度方向距離的增大緩慢下降。表層硬度在650火工校正后為 HV169,在1100火工校正后達(dá)到了 HV173。隨溫度的升高，各個(gè)部位的硬度值有交叉的 提高。但硬度的極差值也只有28 (HV10),火工校正溫度對(duì)硬度值的影響不大。.

10、原材料一 一 650 95(TCnooac焰道表面至中心距離/mm圖7 650、950、1100火工校正后的維氏硬度變化曲線圖8為AH32鋼板在650、950、1100火工校正后的沖擊吸收功變化曲線。由圖 可知，950'C和1100火工校正的焰道中心的沖擊吸收功比原材料略高；650火工校正的 焰道中心的沖擊吸收功比原材料珀低；三個(gè)溫度火工校正的焰道交界線的沖擊吸收功都比 原材料有所降低，但降幅不大，火工溫度對(duì)AH32鋼板的沖擊吸收功影晌不大，都在CCS 規(guī)范要求的范圍內(nèi)。焰道中心A焰道交界線沖擊吸收功要求二31J囪8 650、950、1100火工校正后的沖擊吸收功變化曲線4結(jié)論(1)在經(jīng)過(guò)