解讀牌號含義:
- ??Q??:屈服強度
- ??690??:屈服強度值不低于??690MPa??(屬于超高強度級別)
- ??B??:??質量等級??,代表在??+20℃??(常溫)下具有一定的沖擊韌性要求
??Q690B是一種對強度要求達到極致,并保證常溫沖擊韌性的無縫鋼管??。它主要應用于需要極致減重和承受超高載荷的領域,如:
- ??頂級工程機械??:超大噸位汽車起重機的主臂、混凝土泵車臂架、挖掘機重型動臂。
- ??能源裝備??:大型液壓支架的立柱和缸筒。
- ??重型運輸與結構??:礦用自卸車車架、特種車輛底盤、重型設備的結構件。
因此,其制造工藝的核心在于:??通過精確的微合金化設計提供強化基礎 + 通過先進的控軋控冷(TMCP)技術確保690MPa的超高強度和常溫韌性,通常不進行離線熱處理??。
Q690B無縫鋼管核心制造工藝流程
其核心流程是純凈冶煉、精密變形與控制冷卻的結合,技術壁壘極高。
??高純凈度冶煉 → 連鑄 → 加熱 → 穿孔 → 軋制 (核心) → 控制冷卻 → 精整與檢驗??
與Q690D/E等更高級別鋼種最大的區別在于,??它通常不進行調質熱處理(淬火+回火)??,其高達690MPa的屈服強度主要通過??微合金化??和??控軋控冷(TMCP)?? 工藝來保證。
1. 煉鋼與連鑄 (性能的基礎)
這是保證鋼材??純凈度??和??成分均勻性??的關鍵環節。
-
??純凈度控制??:
- 采用??LF爐(鋼包精煉爐)?? 進行深度脫硫、脫氧、合金化和成分微調。對硫、磷等有害元素的控制要求比Q550B更高。
- ??通常不進行真空脫氣(VD)處理??,這是與D/E級鋼在成本和工藝上的一個重要區別。
-
??微合金化設計??:
- 在低碳基礎上,通過添加??Mn、Cr、Ni、Mo、Cu??等元素來提高淬透性和基體強度。
- 添加??Nb、V、Ti、B??等微合金元素,利用其析出強化和細晶強化作用。??B元素的加入對提高淬透性至關重要??。
-
??連鑄??:
- 采用連鑄機澆鑄成圓坯。采用??低過熱度、電磁攪拌、輕壓下??等技術,最大化減少中心偏析和疏松,獲得極其均勻致密的鑄坯組織。
2. 穿孔與軋制 (性能控制的核心 - TMCP)
這是Q690B鋼管性能控制的??最關鍵環節??。采用??控軋控冷(Thermo-Mechanical Controlled Process, TMCP)?? 技術。
??A. 控制軋制 (Controlled Rolling)??
軋制過程在精確控制的溫度下進行:
- ??再結晶區軋制??:在較高的溫度(>950℃)下進行軋制,通過反復的??變形-再結晶??過程細化奧氏體晶粒。
- ??未再結晶區軋制??:在較低的溫度(通常800-950℃)下進行軋制。此時奧氏體只變形而不再發生再結晶,晶粒被壓扁、拉長,晶內產生大量缺陷,為后續相變提供大量形核點。??此階段是細化最終晶粒的關鍵??。
??B. 控制冷卻 (Accelerated Controlled Cooling)??
軋制完成后,鋼管立即進入??加速冷卻系統(ACC)??,以遠高于空冷的速度進行可控冷卻。
- 通過高精度控制冷卻速度、開冷溫度和終冷溫度,精確控制相變過程。
- 獲得細小的鐵素體和貝氏體組織,以及彌散分布的微合金碳氮化物析出相。
- ??強度來源??:??細晶強化?? + ??析出強化?? + ??相變強化??。
通過TMCP工藝,可以直接在軋制狀態獲得滿足Q690B性能要求(690MPa強度+常溫韌性)的組織,??省去了能耗高、成本大的離線熱處理工序??,因此生產成本相比調質鋼更具優勢。
3. 精整與檢驗
檢驗標準確保產品滿足標準要求。
- ??矯直??:對冷卻后的鋼管進行冷矯直。
- ??無損檢測??:通常進行??超聲波探傷(UT)?? 或渦流探傷(ET),檢測內部和表面缺陷。
- ??力學性能檢驗??:
- ??拉伸試驗??:測定屈服強度(ReL≥690MPa)、抗拉強度(Rm)、延伸率(A)。
- ??沖擊試驗??:在??+20℃??(常溫)下進行夏比V型缺口沖擊試驗,沖擊功值滿足標準要求即可。
- ??其他檢驗??:硬度測試、尺寸精度測量等。
總結:Q690B工藝的核心特點及與更高級別鋼種的對比
| 特性 | Q690B (TMCP非調質) | Q690D/E (調質) |
|---|---|---|
| ??核心工藝?? | ??控軋控冷(TMCP)?? | ??淬火 + 回火(調質)?? |
| ??熱處理?? | ??通常無需離線熱處理??(節能、低成本) | ??必須進行離線調質熱處理?? |
| ??強度來源?? | ??細晶強化、析出強化為主?? | ??相變強化(馬氏體相變)為主?? |
| ??沖擊韌性?? | ??+20℃(常溫)?? | ??-20℃ 或 -40℃??(要求更高) |
| ??純凈度要求?? | 要求較高,但通常無需VD處理 | 要求極高,必須進行VD真空脫氣 |
| ??成本?? | ??相對較低?? | 較高 |
??結論??:
Q690B無縫鋼管的生產工藝代表了??高技術、高效率、低成本??的高強度鋼管制造路線。其技術特點是通過??精確的微合金化??與??先進的控軋控冷(TMCP)?? 技術的結合,在軋制線上直接生產出性能合格的高強度產品,省去了熱處理工序。
它的性能完全能夠滿足許多常溫環境下對超高強度的需求,因此在工程機械等領域占有重要份額。
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