低合金高强耐磨材料Bisplate320的特点

（海洋石油工程股份有限公司，山东 青岛 266520）

低合金高强耐磨材料Bisplate320的特点

景 迪，徐现东，赵顺利

（海洋石油工程股份有限公司，山东 青岛 266520）

低合金高强钢广泛应用于钢结构工程领域。简述了澳大利亚RGP5铁矿模块建造项目中排风除尘系统常使用的一种低合金高强耐磨材料Bisplate320的特点，该材料保持了低碳、多种微量合金元素组合的化学成分设计，通过连扎控冷、精确控制炉温和淬火速度的先进热处理技术，极大改善了材料的微观组织结构，从而获得传统低合金高强钢难以实现的高强度、高硬度、高耐磨性，同时还具有良好的冲击韧性和焊接性。由于该新型材料在获得诸多优异性能指标的同时还保留良好的焊接性，该新型低合金高强度材料在矿山机械排风除尘系统、烟管烟道、风机口、耐磨材料等领域具有广阔的应用前景。

Bisplate320；高强度；焊接性；热处理；耐磨

0 前言

低合金高强钢广泛应用于钢结构工程领域。近年来，科研人员一直致力于改善低合金高强钢的组织和性能，追求低成本、高性能的结构材料。清华大学杨志刚[1]等利用真空感应电炉重新熔炼原工业化低合金高强钢，增加S、V含量，经奥氏体化后在较低温度保温一段时间，使MnS和V（C，N）析出，改善了低合金高强钢组织，提高了力学性能。北京科技大学施雄樑[2]等采用多功能连续退火模拟器Multipas对屈服强度为380 MPa的低硅型冷轧低合金高强钢板连续退火生产工艺进行模拟，采用较低的退火温度和较高的退火速度可获得较好的强化效果。重庆工学院苏理云[3]等建立了力学性能与化学成分的多重多元回归模型，得出五大常规元素的控制精度仍是稳定低合金高强度钢质量的关键因素。宝山钢铁股份有限公司研究院的张爱文[4]等对铌、钛微合金化低碳锰系汽车用低合金高强度钢的成分和控冷工艺对其组织与力学性能的影响进行了试验研究，结果表明：卷取温度降低，钢的强度上升，伸长率下降，组织由铁素体+珠光体向贝氏体、马氏体转变；高温卷取时，铌、钒对强度的贡献较明显，低温卷取时碳的贡献较大；对含碳0.06%～0.11%的锰-铌-钛系低合金高强度钢，同一成分采用不同的控冷工艺可以达到S550MC与S700MC两个级别的性能要求。

澳大利亚RGP5铁矿模块项目中使用的低合金高强钢板Bisplate320材料是由澳大利亚某公司制造，该材料采用合理的热处理工艺，经过卷制焊接、接长以后，主要用于矿山设备排风除尘的风管系统中。

1 Bisplate320的性能特点及焊接性

1.1 Bisplate320的性能

根据材料厂家提供的作业指导书，Bisplate320具有优良的物理化学性能，对8mm厚的Bisplate320取样进行物理性能试验，试验结果与厂家提供的材质证书几乎一致。厂家提供的数据与试验数值及国内NM360高强耐磨钢[5]数据对比详见表1。

表1 Bisplate320和NM360物理性能对比

由表1可知，Bisplate320在抗拉强度低于NM360的前提下，硬度几乎接近，其延伸率和韧性均优于NM360。

1.2 Bisplate320的焊接性

采用氩弧焊和低氢焊丝，控制好最大热输入量对壁厚为8 mm的Bisplate320进行焊接认证。在合格批准的焊接工艺规程指导下，使用常见的TGS-309L（AWSA5.9ER309）φ2.4mm的氩弧焊焊丝，在最小预热温度为25℃的条件下，调整合理的电流电压，按照规定范围的焊接速度（50～120 mm/min）焊接。焊缝的外观检查满足美国焊接协会的相关标准，又对样板进行了物理化学性能认证，其结果都满足相关的标准和检验要求，进一步确认了Bisplate320具有良好的焊接性能。

2 Bisplate320的特点分析

Bisplate320具有优异的物理性能和焊接性能，通过分析母材化学成分和微观晶粒结构，得出Bisplate320材料具有优异性能的关键在于特殊的加工工艺。

（1）w（C）=0.16%，这为 Bisplate320良好的焊接性提供了很好的基础。

（2）w（S）=0.003%、w（P）=0.01%，这些杂质元素的含量控制非常到位，这为Bisplate320获得各项良好的物理化学性能指标提供了前提。

（3）Bisplate320化学成分中含有微量的合金元素，铬、钼的加入显著提高了强度、硬度和耐磨性；钛、钒、铝等脱氧元素的加入，能够显著细化组织晶粒，提高强度和冲击韧性；硼、铌、氮的加入，在提高钢的强度和低温韧性的同时，改善钢的焊接性。因此可以发现杂质含量的精准控制、合金元素的合理配比，为Bisplate320具备优异的物理化学性能提供了必要条件。

（4）Bisplate320的制造厂家在标准的热处理曲线上，精确控制温度上升速度、保温时间、温度下降速度。因此，除控制好基本的化学元素外，精湛的热处理工艺在其中发挥了决定的作用。

3 结论

Bisplate320具有高强度、良好的耐磨性和硬度、优异的冲击韧性等特点，在澳大利亚RGP5铁矿模块项目中得以应用。Bisplate320材料与传统低合金高强度材料相比，在化学成分基本一致的状态下，通过精湛的热处理工艺，精确控制合金元素的配比，从而获得应用率极高的高强耐磨材料。

[1]杨志刚，张弛，陶鹏.一种改善低合金高强钢组织和性能的方法[P].清华大学专利，2008.

[2]施雄粱，张建平，刘永刚，等.连续退火工艺对低硅型冷轧低合金高强钢板力学性能的影响[J].北京科技大学学报，2008，30（8）：870-874.

[3]苏理云，邓燕，冉雪竹，等.低合金高强度钢力学性能与化学成分之间的统计建模与分析[J].重庆工学院学报，2009，23（2）：36-40.

[4]张爱文，郑磊.汽车用低合金高强度钢成分及控冷工艺[J].机械工程材料，2006，30（12）：11-13.

[5]张宇斌，秦洁.高强度耐磨钢生产现状与发展[R].高品质特殊钢技术与市场论坛，2009.

Characteristic of low-alloy high-strength abrasion resistant material Bisplate320

JING Di，XU Xiandong，ZHAO Shunli

（China Offshore Oil Engineering Co.，Ltd.，Qingdao 266520，China）

Low-alloy high-strength steels are widely used in steel structure engineering field.The characteristics of low-alloy high-strength abrasion resistant material Bisplate320 usually used in ductwork of iron mine module fabrication project are introduced.Bisplate320 remains the chemical composition design of low carbon and various alloy microelements,and many advanced technology are used during production,such as continuous rolling and controlled cooling,accurate controlling furnace temperatures and quenching speed,which greatly improves the microstructure of materials and finally the high strength,high hardness,high abrasion resistant,excellent impacttoughness and weldability are obtained.Bisplate320 has wide application prospect in the fields of ductwork of mining machinery,smoke tube,flue,draught fan,abrasion resistant material because of its excellent mechanical properties and good weldability.

Bisplate320；high strength；weldability；heat treatment；abrasion resistant

TG457.1

B

1001-2303（2017）09-0106-02

10.7512/j.issn.1001-2303.2017.09.23

本文参考文献引用格式：景迪，徐现东，赵顺利.低合金高强耐磨材料Bisplate320的特点[J].电焊机，2017，47（09）：106-107.

2017-05-01；

2017-07-01

景 迪（1984—），男，工程师，学士，主要从事大型钢结构工程质量检验工作。E-mail：jingdi@mail.cooec.com.cn。