热轧板卷SS400Cr的拉伸性能研究

翁宇

摘 要：通过不同宽度、不同方向的SS400Cr试样进行拉伸对比试验，和金相组织检验，研究了SS400Cr拉伸性能的特点。热轧状态和带状组织造成各向异性，横向强度高延伸率低，纵向强度低延伸率高。SS400的生产工艺不适用于SS400Cr，应充分考虑添加铬带来的问题。

关键词：热轧板卷；SS400Cr；拉伸性能

RESEARCH ON TENSILE PROPERTIES OF HOT ROLLED STRIP SS400Cr

Weng Yu

（The Institute of Technology of Benxi Iron & Steel Company    Liaoning    117000，China）

Abstract：Contrast among tensile tests different width and direction， and microstructure test are made. The characteristics of SS400Cr tensile properties were investigated. Bended structure and hot rolled state caused anisotropy. Transverse strength is higher than longitudinal， and transverse elongation is lower than longitudinal. Production process of SS400 is not applicable to SS400Cr， and the new problem caused by adding chromium should be taken fully into account.

Key words： hot rolled strip; SS400Cr; tensile properties

0    前    言

目前合金高强钢合金元素Nb、Mo价格居高不下，铬合金价格比较便宜，加铬钢成为较为理想的替代品。

铬含量不小于0.30%时才能作为合金钢，而0.30%的铬严重恶化焊接性能，且对强度有较大的影响，采用原有工艺显然不能满足需求。为了平衡成本与性能，需采用较为合适的工艺进行生产。

本钢通过主要指标拉伸性能的研究，逐步掌握了代表性加Cr合金钢SS400Cr拉伸性能特点，充分考虑焊接性能和拉伸性能的匹配，进行了工艺优化试验，取得了较好的效果。

1    SS400Cr拉伸性能要求

SS400Cr要求屈服强度≥245 MPa，抗拉强度400～510 MPa，延伸率根据厚度不同有较大差别，具体要求见表1。

2    SS400Cr成分设计

SS400Cr采用C+Mn+Cr成分设计足以满足其性能要求，见表2。采用传统高碳强化的路线能保障产品性能满足标准，但0.3%铬明显增加强度和恶化焊接性能等因素也需充分考虑。

3    拉伸性能检验

SS400Cr试样块的厚度为8.7 mm，为SS400添加铬合金，原工艺不变的情况下制造的试样快。

选取不同宽度、不同方向的拉伸试样各10支进行拉伸试验，宽度分别为20、25、30、40 mm，方向分别为横纵和纵向。由于大小所限，宽度25 mm和40 mm的试样L0=200 mm，其余L0＜200 mm。

试样取自同一块样板，视所有试样的化学成分和工艺参数一致。通过不同宽度拉伸试样的检验，可以对比SS400Cr热轧板卷试样宽度的变化对延伸率的影响，以及研究SS400Cr热轧板卷的不同标距延伸率的关系，以满足不同用户的需求。通过横纵方向拉伸试样的检验，可以了解SS400Cr热轧板卷的横纵向强度和延伸率差别。

表3是各组试样的平均值，拉伸过程中，有明显屈服现象，取ReL作为屈服强度，延伸率测量了A、A50、A80、A100、A200（L0＜200 mm的试样无法测得A200）。

4    拉伸性能分析

厚度8.7 mm的拉伸試样应采用横向、b=40 mm、L0=200 mm的试样。与标准对比，屈服强度高于标准92 MPa，抗拉强度高于标准80 MPa，延伸率高于标准5.8%。虽然各项指标符合标准要求，但强度富余量过大，比SS400高30～40 MPa，说明在SS400的基础上添加铬合金，而不优化其他工艺参数是不合理的，工艺设计中可适量降低强度相关的指标，以寻求最低成本、最优工艺生产最佳产品。

横向与纵向拉伸试验结果对比，横向屈服强度平均高6.7 MPa，横向抗拉强度平均高7.9 MPa，而横向延伸率平均低3.4%。横向强度高延伸率低，纵向强度低延伸率高，说明材料存在明显的各向异性。

根据测量的不同原始标距的延伸率，计算出纵向和横向、b=40 mm试样不同标距间换算因子，见表4和表5，与GB.T17600.1中换算因子（见表6）进行比较，两者稍有不同，小标距延伸率换算成大标距延伸率时，SS400Cr的换算因子变大；大标距延伸率换算成小标距延伸率时，SS400Cr的换算因子变小。SS400Cr纵向和横向换算因子存在一定差异，纵向换算因子与GB.T17600.1中换算因子更为接近。

通过换算因子对比， SS400Cr的原始标距越大，延伸率越低。由此可见SS400Cr中存在较多的阻止试样均匀变形的因素。

热轧板卷纵向延展大，存在各向异性。金相检验显示（见图1），SS400Cr心部存在较多的条带状组织，使钢的组织不均匀，进一步增强各向异性，降低钢的塑性。拉伸过程中，横向试样受带状组织影响，塑性降低，非均匀变形，大标距试样的延伸率较低；而纵向试样受带状组织影响小，大标距试样的延伸率相对较高。

5    优化工艺探讨

SS400Cr的生产工艺，需要在SS400基础上降低强化元素，如碳和锰。降低碳含量，降低强度的同时降低碳当量，有利于产品后续焊接使用。降低锰含量，减少加入锰合金加入量，有效降低成本。

炼钢生产过程中注意控制铸坯质量，减少成分偏析。热轧过程选择合适的终轧温度，减少带状组织生成。

6    结    论

1）SS400Cr强度过高，SS400的工艺不适用于SS400Cr，需要降低碳和锰，并微调热轧工艺。

2）SS400Cr中存在各向异性，造成横纵向强度不同。

3）带状组织影响横向拉伸试样的延伸率，影响b=40mm、L0=200mm的试样最为严重。

4）钢种添加铬的研究工作需进一步扩展，以解决添加铬后带来的新问题。