B元素對EQ47力學性能影響及解決方法

摘 要：EQ47作為海洋工程用鋼，不僅需要較高的強度，也需要較好的韌性。沙鋼針對EQ47熱的生產，給出了新成分煉鋼、新的軋鋼工藝，然后分別進行常溫淬火調質處理、亞溫淬火調質處理和高溫淬火調質處理等一系列的熱處理實驗調試力學性能，最終確定只有在高溫淬火調制處理時，才能避開硼對性能的損害，得到了良好的機械性能。

關鍵詞：EQ47；力學性能；調質處理；硼析出

在海洋之中進行鉆井機采油作業會遇到大風、大浪以及鉆井設備震動等多種力量的影響，這就要求在鉆井平臺必須使用強度及韌性較好的材料制造。EQ47作為調質鋼，擁有較高的強度及韌性。由于其生產工藝的特殊性，EQ47化學成分中碳含量偏低，為了保證其淬透性添加了一定量的B元素，并對其分別進行了常溫淬火調質處理、亞溫淬火調質處理和高溫淬火調質處理。

1 成分

化學成分見表1。EQ47化學成分中碳含量偏低，為了保證其淬透性添加了一定量的B元素。

2 力學性能及分析

2.1 常溫淬火試驗

2.1.1 常溫淬火的力學性能見表2。

分析：從表2可以看出，在920℃淬火進行系列溫度調制處理的強度均滿足產品要求，但其韌性沖擊吸收能量較小，即便有滿足要求的也不穩定。

2.1.2 常溫淬火的金相組織見圖1。

分析：結合金相組織圖1可以看出，淬火后顯示的金相組織還是符合要求的，這就反映了強度符合要求，沖擊吸收能量不符合要求是受到硼析出物長大的影響。

2.2 亞溫淬火試驗

2.2.1 熱軋板亞溫淬火加回火的力學性能見表3。

分析：從表3可以看出，在亞溫淬火進行系列溫度調制處理的強度不滿足產品要求，但其韌性沖擊吸收能量變大。

2.2.2熱軋板亞溫淬火加回火的金相組織見圖2

分析：從圖2可以看出，是淬火溫度較低，組織不能淬透，存在大量的鐵素體組織，還有一些貝氏體組織，這就造成表4強度不符合要求。

2.3 高溫淬火試驗

2.3.1 高溫淬火加回火的力學性能見表4。

分析：從表4可以看出，經940℃高溫淬火后的強度結果和低溫沖擊韌性均滿足標準要求。

2.3.2 高溫淬火加回火的金相組織見圖3。

分析：從圖3可以看出，經940℃高溫淬火后，得到了很好的淬火組織。

從表4和表2的試驗數據可以看出：經940℃高溫淬火后的強度結果和低溫沖擊韌性均滿足標準要求，也得到了很好的淬火組織，較920℃淬火的沖擊吸收能量結果大有改善。這是高溫將硼的析出物固熔掉一部分或此溫度已經超出硼的析出長大溫度范圍。因此，EQ47在經過660℃回火情況下，得到了性能強度和低溫韌性均滿足產品要求，所以對此成分，應該進行940℃高溫淬火加660℃回火，這樣才能得到很好的力學性能。

3 結束語

添加硼元素往往會影響鋼板的低溫沖擊韌性，找出合理的熱處理工藝避開硼對低溫沖擊的損害。對本次試驗的EQ47成分，得出以下結論：（1）由于硼的添

加，920℃常溫調質處理，有硼析出物形成并長大，造成鋼板的低溫沖擊性能不穩定；（2）亞溫淬火調制處理，雖然避開了硼的析出，但淬火溫度過低，組織不能淬透，造成強度偏低；（3）添加硼元素后，在940℃高溫淬火調制處理，即可消除硼對性能的有害影響，得到良好的性能。

參考文獻

[1]GB/T 1591-2008.低合金高強度鋼[S].

[2]余宏偉，王孝東.硼的添加對SS400鋼性能和組織的影響[J].CJFD.