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一般厚鋼板較易產(chǎn)生層狀撕裂,因為鋼板越厚,非金屬夾雜缺陷越多,且焊縫也越厚,焊接應力和變形也越大。為解決這個問題,可以采用Z向鋼。這種鋼板是在某一級結(jié)構(gòu)鋼(稱為母級鋼)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過特殊冶練、處理的鋼材,其含硫量為一般鋼材的1/5以下,截面收縮率在15%以上??箤訝钏毫唁撝饕糜阡摪搴穸确较虺惺芾瓚Φ暮附愉摻Y(jié)構(gòu),如高層建筑、大跨度場館、鍋爐和壓力容器、海上采油平臺導管架結(jié)點、水輪機蝸殼座環(huán)、高寒地區(qū)風力發(fā)電塔架、水電站壓力鋼管岔管的弧形襯板以及焊接鋼結(jié)構(gòu)和起重機機械地盤等。鋼板沿厚度方向的受力性能(主要為延性性能)稱為Z向性能。
提高鋼材抗層狀撕裂的主要措施有:降低鋼中硫含量,減少硫化錳等非金屬夾雜物;采用焊接連接的鋼結(jié)構(gòu)中,當鋼板厚度不小于40mm且承受沿板厚度方向的拉力時,為避免焊接時產(chǎn)生層狀撕裂,需采用抗層狀撕裂的鋼材(通常簡稱為“Z向鋼”)。控制硫化錳等非金屬夾雜物的形狀,采取鈣處理或稀土金屬處理,使硫化錳非金屬夾雜物球化和細化,令其在高溫下熱加工時不易形成片狀和條狀硫化錳夾雜;鋼板軋后或熱處理時進行緩冷,使鋼中氫氣充分逸散以減少鋼中含氫量和減少鋼中其他非金屬夾雜及鑄造缺陷等。采用合理的設(shè)計和良好的焊接工藝,減小焊接拘束度等也是防止出現(xiàn)層狀撕裂的有效手段。
中、低合金耐磨鋼這類鋼中通常所含的化學元素有硅、錳、鉻、鉬、釩、鎢、鎳、鈦、硼、銅、稀土等。美國很多大中型球磨機的襯板都用鉻鉬硅錳或鉻鉬鋼制造。而美國的大多數(shù)磨球都用中、高碳的鉻鉬鋼制造。提高鋼材抗層狀撕裂的主要措施有:降低鋼中硫含量,減少硫化錳等非金屬夾雜物。在較高溫度(例如200~500℃)的磨料磨損條件下工作的工件或由于摩擦熱使表面經(jīng)受較高溫度的工件,可采用鉻鉬釩、鉻鉬釩鎳或鉻鉬釩鎢等合金耐磨鋼,這類鋼淬火后,經(jīng)中溫或高溫回火時,有二次硬化效應。