一般厚钢板较易产生层状撕裂,因为钢板越厚,非金属夹杂缺陷越多,且焊缝也越厚,焊接应力和变形也越大。耐候钢产品供制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含H2S腐蚀介质的容器等结构件。为解决这个问题,可以采用Z向钢。这种钢板是在某一级结构钢(称为母级钢)的基础上,经过特殊冶练、处理的钢材,其含硫量为一般钢材的1/5以下,截面收缩率在15%以上。钢板沿厚度方向的受力性能(主要为延性性能)称为Z向性能。
提高钢材抗层状撕裂的主要措施有:降低钢中硫含量,减少硫化锰等非金属夹杂物;控制硫化锰等非金属夹杂物的形状,采取钙处理或稀土金属处理,使硫化锰非金属夹杂物球化和细化,令其在高温下热加工时不易形成片状和条状硫化锰夹杂;钢板轧后或热处理时进行缓冷,使钢中氢气充分逸散以减少钢中含氢量和减少钢中其他非金属夹杂及铸造缺陷等。根据焊接钢结构的设计要求和使用条件,选择适当级别的抗层状撕裂钢。采用合理的设计和良好的焊接工艺,减小焊接拘束度等也是防止出现层状撕裂的有效手段。
耐候钢原理:钢中加入磷、铜、铬、镍等微量元素后,使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜,阻碍锈蚀往里扩散和发展,保护锈层下面的基体,以减缓其腐蚀速度。一般厚钢板较易产生层状撕裂,因为钢板越厚,非金属夹杂缺陷越多,且焊缝也越厚,焊接应力和变形也越大。在锈层和基体之间形成的约50μm~100μm厚的非晶态尖晶石型氧化物层致密且与基体金属黏附性好,由于这层致密氧化物膜的存在,阻止了大气中氧和水向钢铁基体渗入,减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展。
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