影响高层建筑用钢板抗层状撕裂性能的因素及控制工艺研究

马长文 黄乐庆 狄国标 王根矶 王彦锋 韩承良

(1.首钢集团有限公司技术研究院，北京 100043； 2.首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北 曹妃甸 063200)

随着钢结构的大型化，构件承受的载荷及力的传递也更加复杂。为了保证大型钢结构的安全，设计部门严格要求对钢板进行超声波探伤并满足有关标准要求[1]。此外，焊接是大型钢结构之间最主要的连接方式，有大量的T形、十字形接头，焊接应力作用在钢板厚度方向时，将以钢中非金属夹杂物为起点产生基本与钢板轧制表面平行的裂纹[2- 3]。对于高层建筑、海上石油平台、公铁两用大桥等大型钢结构，技术条件要求钢板探伤合格并具有良好的抗层状撕裂性能[4]，因此需研究影响中厚板探伤及抗层状撕裂性能的因素，并制定稳定的生产工艺，为现场生产提供指导。

1 试验材料及方案

1.1 试验材料

试验用材料为屈服强度345 MPa级钢板，化学成分如表1所示。

表1 试验用钢板的化学成分(质量分数)Table 1 Chemical composition of the investigated steel plate (mass fraction) %

1.2 试验方案

探究影响钢板探伤结果和抗层状撕裂性能的因素，试验方案设计为：(1)制备5种成分的钢板；(2)采用真空处理和未经真空处理的钢板进行试验；(3)采用300和250 mm厚的连铸坯进行试验；(4)设定的钢板压下工艺如图1所示。

图1 不同待温厚度钢板的压下工艺Fig.1 Reduction process of the steel plates with different holding thickness

钢板的轧制工艺：加热温度1 220 ℃；为促进板坯心部变形，粗轧最大道次压下量为38 mm；精轧始轧温度790 ℃，终轧温度780 ℃；目标厚度80 mm，轧后空冷，500 ℃以上缓冷坑堆冷；边部码齐，上下增加垫板及盖板，堆冷48 h以上。

对上述成分、冶炼及轧制工艺不同的钢板进行超声波探伤，同时进行厚度方向的拉伸试验，并对试样断口进行扫描电子显微镜分析。……