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高强耐磨钢板切割工艺研究

吴涛;孔祥丽;王新;李建立

【摘要】高强耐磨钢一般硬度越高,耐磨性越好.耐磨钢通过合理的合金成分匹配,

同时借助淬火及低温回火获得强度高、耐磨好的力学性能,但随着钢板硬度和厚度

的升高,氧气燃料火焰切割时容易出现延迟裂纹,此裂纹为氢致裂纹.通过预热至一定

温度后慢速切割,可以很好地解决切割裂纹问题.%Generally,thehigherthe

hardnessofhighstrengthwear-resistantsteel,thebetteroftheanti-wear.

Wear-resistantsteelisbyoptimizingthealloycomposition,whileusing

quenchingandtemperingtoobtainhighstrength,wearandmechanical

properties,butwiththehardnessandthicknessoftheplateincreasing,the

oxygenfuelflamecuttingaremorelikelytodelaythecrack,thecrackfor

thehydrogeninducedcracking.Itcansolvetheproblemofcuttingcrack

throughpreheatingtoacertaintemperaturebyslowcutting.

【期刊名称】《新技术新工艺》

【年(卷),期】2011(000)006

【总页数】2页(P85-86)

【关键词】耐磨钢;火焰切割;延迟裂纹;预热温度;切割速度

【作者】吴涛;孔祥丽;王新;李建立

【作者单位】舞阳钢铁有限责任公司科技部,河南舞钢462500;舞阳钢铁有限责任

公司科技部,河南舞钢462500;舞阳钢铁有限责任公司科技部,河南舞钢462500;舞

阳钢铁有限责任公司科技部,河南舞钢462500

【正文语种】中文

【中图分类】TG487

耐磨钢被广泛用于制造矿山、筑路、冶金、发电和水泥等工程机械领域使用的耐磨

部件。本公司根据市场需求,相继开发出了布氏硬度级别为450HBW、500HBW

的高强度耐磨钢,钢板不仅具有较高强度及硬度,而且还有较好的韧性和良好的焊接

性。由于钢板硬度级别高,后续切割工艺不当容易造成切割裂纹。

钢板切割分为冷切割和热切割两类,冷切割包括水流切割、剪切、锯切或磨料切割,

热切割包括氧气燃料火焰切割、等离子切割和激光切割。其中氧气燃料火焰切割在

传统切割方法中应用最广,具有设备简单、投资少、效率高等优点;同时也有钢板热

影响区宽,切割质量差,对于低合金高强钢板切割易出现裂纹等缺点。此切割裂纹类

似焊接时的氢致应力裂纹,是一种延迟裂纹,一般切割后放置一段时间才出现。切割

裂纹可以通过优化钢板成分及改进热处理工艺等进行预防,本文着重从后续钢板切

割工艺上进行分析,提出改进措施,进一步降低切割裂纹风险。

1高强耐磨钢简介

1.1高强耐磨钢板工艺路线

电炉炼钢→LF精炼→真空处理→连铸→钢坯加热→轧制→钢板矫直处理→淬火+

回火→钢板切割及检验→入库

1.2产品规格

(8～80)mm×(1800～3900)mm×(6000～11000)mm

1.3火焰切割裂纹

高强耐磨钢板氧气燃料火焰切割后,在钢板切割的断面上分布有垂直于钢板表面的

裂纹,随着钢板硬度和厚度的加大,出现切边裂纹的风险也增大。

2切割裂纹分析

2.1切割裂纹特征

切割裂纹具有延迟特征,存在一个潜伏期,故称为延迟裂纹。这类裂纹是在氢、钢板

淬硬组织和拘束应力的共同作用下产生的,其形成温度范围一般为室温～200℃(M

s),由于氢的作用而具有明显的延迟特征,故又称为氢致裂纹。裂纹的产生存在着潜

伏期(几小时、几天甚至更长)、缓慢扩展期和突然开裂3个接续的过程。

2.2切割裂纹形成机理

关于氢致延迟开裂的机理,目前有很多理论,如空洞内气体压力学说、位错陷阱捕氢

学说和氢吸附理论等。但是,能够较好解释氢和应力交互作用的延迟裂纹理论是氢

的应力诱导扩散理论。

应力诱导扩散理论认为,金属内部存在的缺陷(如空穴、微夹杂物、晶格缺陷等)提供