Kajian pada plat tahan haus kekuatan tinggi 800MPa dengan kebolehkimpalan yang sangat baik di Jepun
Salah satu topik penyelidikan projek "Super Steel" Jepun ialah "Penyelidikan pada plat tahan haus berkekuatan tinggi kelas 800MPa dengan kebolehkimpalan yang sangat baik". Pada masa ini, kekuatan tegangan keluli pearlit ferit adalah di bawah 500MPa, dan plat tahan haus kekuatan tinggi dengan kekuatan tegangan melebihi 500MPa terutamanya dibentuk dengan menambah komponen aloi untuk membentuk bainit, martensit terbaja dan plat tahan haus kekuatan tinggi yang lain. . Walau bagaimanapun, dengan peningkatan unsur mengaloi, bukan sahaja meningkatkan kos keluli, tetapi juga meningkatkan kesukaran pembuatan keluli dan penapisan, dan yang lebih penting, prestasi kimpalan merosot, dan kekuatan keletihan sambungan kimpalan plat tahan haus kekuatan tinggi. hanya 60 ~ 100MPa(10% daripada kekuatan matriks logam asas). Keluli ferit dengan komposisi asas C-Si-Mn mempunyai kebolehkimpalan yang baik, tetapi kekuatan plat tahan haus berkekuatan tinggi yang dihasilkan dengan teknologi semasa adalah terhad, jadi objektif kajian topik ini adalah: Berdasarkan komposisi C- Si-Mn, saiz butiran telah ditapis dari 10μm hingga 1μm dengan penapisan bijirin, dan keseimbangan kekuatan dan kekerasan struktur komposit ferit 2 pearlit ultra-halus diperolehi. Keluli bijirin ultra-halus dengan kekuatan tegangan 800MPa telah dibangunkan. Pada masa yang sama, proses kimpalan plat tahan haus super dengan prestasi kimpalan yang sangat baik telah dibangunkan. Untuk tujuan ini, topik ini dikaji dari dua aspek berikut.
(1) Pembangunan bahan kristal ultrafine. Bijirin ferit ultrahalus boleh disediakan dengan menggunakan terikan plastik yang besar. Walau bagaimanapun, apabila terikan plastik yang besar digunakan pada ubah bentuk satu arah, ubah bentuk bahan dalam arah ketebalan tidak seragam, mengakibatkan terikan terutamanya tertumpu di bahagian tengah sampel. Nagai et al. gunakan teknik "ubah bentuk berbilang arah" untuk menyediakan butiran ferit ultrahalus, yang dicirikan oleh penggunaan ubah bentuk dua arah atau berbilang arah dengan ketara boleh meningkatkan taburan terikan yang tidak sekata, yang kondusif untuk mendapatkan struktur mikro ultrahalus yang seragam.
Nagai et al. mengkaji perubahan butiran keluli karbon dengan komposisi kimia (%) {{0}}.16C-0.4Si-1.4Mn dengan menggunakan simulator pemprosesan termomekanikal ubah bentuk pelbagai arah yang dibangunkan dalam makmal. Keputusan menunjukkan bahawa keluli butiran ultrahalus yang disediakan melalui kaedah "ubah bentuk berbilang arah" mempunyai struktur kristal ultrahalus yang lebih seragam. Ciri simulator pemprosesan mekanikal terma pelbagai arah ialah sampel boleh diputar 90 darjah untuk setiap gulungan. Nagai et al. berjaya menyediakan bar bersaiz Φ18mm×20000mm dengan keluli Si-Mn karbon rendah dengan menggunakan teknologi penggelek berbilang arah kilang makmal. Apabila saiz butiran keluli ditapis daripada 10μm kepada 0.5μm, kekuatan hasil plat tahan haus berkekuatan tinggi boleh ditingkatkan daripada 320MPa kepada 740MPa. Apabila saiz butiran 12mm×700mm×Cmm plat keluli tergelek panas ditapis kepada 1μm, kekuatan tegangan plat tahan haus berkekuatan tinggi mencapai 800MPa, dan plat tahan haus kekuatan tinggi gelek panas yang disediakan mempunyai seragam butiran ultra-halus dalam arah ketebalan.
Anisotropi sifat mekanikal plat keluli tebal yang dihasilkan oleh ubah bentuk besar, terutamanya pengurangan keliatan dalam beberapa arah, adalah tumpuan perhatian. Untuk tujuan ini, Nagai et al. menggunakan kaedah "gelek silang Sudut besar" untuk menukar orientasi kristal bahan. Melalui rolling silang, tekstur atau (100) indeks tiang bahan boleh diubah dengan berkesan, supaya perbezaan keliatan dan suhu peralihan rapuh-rapuh dalam arah melintang dan rolling bahan adalah sangat kecil.
(2) Penyelidikan mengenai teknologi kimpalan kecekapan tinggi keluli bijirin ultra-halus. Salah satu masalah yang paling penting dalam aplikasi industri keluli bijirin ultra-halus ialah pelembutan HAZ. Kaedah kimpalan tradisional akan mengurangkan kekuatan sendi akibat pelembutan HAZ yang disebabkan oleh kekasaran butiran. ReisukeITO et al. membangunkan kaedah kimpalan terlindung gas terlindung ultra sempit yang baharu. Kimpalan kedua plat keluli tebal 19mm, komposisi kimia (%) plat keluli ialah 0.15C-1.50Mn-0.20Si-0.02P{{ 14}}.002S, lebar HAZ hanya 3mm, dan kekerasan sambungan adalah lebih rendah daripada HV250, jadi retakan kimpalan dan retakan kakisan tegasan boleh dicegah dengan berkesan.
S. sukamoto et al. menggunakan peralatan kimpalan laser berkuasa tinggi 20kWCO2 untuk mengkaji kaedah kimpalan dan ciri-ciri sambungan keluli bijian ultra-halus dengan komposisi kimia (%) sebanyak 0.049C-1.50Mn-0. 981Si-0.021P-0.0009S, bertujuan untuk meminimumkan kerosakan struktur kristal ultra-halus. Pada masa yang sama, sifat sambungan yang dikimpal jelas bertambah baik. AkihikoOHTA et al. membangunkan wayar kimpalan jenis suhu peralihan rendah dengan kekuatan keletihan yang lebih baik. Kawat kimpalan mengandungi 10% Cr dan 10% Ni, dan suhu permulaan penukaran austenit kepada martensit adalah kira-kira 180 darjah, dan suhu akhir transformasi adalah suhu bilik. Apabila transformasi martensit berlaku, pengembangan logam kimpalan menghasilkan tegasan sisa mampatan di sekeliling kimpalan, yang meningkatkan kekuatan kelesuan sambungan yang dikimpal. Kekuatan kelesuan sambungan bar butiran ultra halus dengan saiz butiran 1μm adalah sehingga 300MPa, iaitu 100MPa lebih tinggi daripada dawai kimpalan tradisional.
