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Z向鋼,又稱“抗層狀撕裂鋼 (lamellar tearing resistant steel)”,即平時所說的Z向性能測試鋼。采用焊接連接的鋼結(jié)構(gòu)中,當(dāng)鋼板厚度不小于40 mm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”)。從冶金學(xué)方面講,鋼板出現(xiàn)層狀撕裂的主要原因是:鋼中的硫化錳非金屬夾雜,硅酸鹽系和氧化鋁系夾雜,氫、氧氣體夾雜和鑄造缺陷等形成的剝離裂紋源。厚板存在層狀撕裂問題,故要提出Z向性能測試。
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;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(xì)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(jìn)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。由于厚度方向承受拉伸載荷而對厚度方向有性能要求的厚度不小于15mm的鋼材與扁鋼(簡稱Z向鋼)。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。
耐候鋼特點:耐候鋼是指具有保護(hù)銹層耐大氣腐蝕,可用于制造車輛、橋梁、塔架、集裝箱等鋼結(jié)構(gòu)的低合金結(jié)構(gòu)鋼。當(dāng)軋制鋼板進(jìn)行多層角焊或鋼板厚度方向受到-定拉伸應(yīng)力時,在平行鋼板軋制表面方向不出現(xiàn)或不易出現(xiàn)剝離性裂紋的低合金高強(qiáng)度鋼板材,稱做抗層狀撕裂鋼,又稱z向鋼。與普碳鋼相比,耐候鋼在大氣中具有更優(yōu)良的抗蝕性能。與不銹鋼相比,耐候鋼只有微量的合金元素,諸如磷、銅、鉻、鎳、鉬、鈮、釩、鈦等,合金元素總量僅占百分之幾,而不像不銹鋼那樣,達(dá)到百分之十幾,因此價格較為低廉。
耐候鋼一般采用精料入爐-冶煉(轉(zhuǎn)爐、電爐-微合金化處理-吹A(chǔ)r-LF精煉-低過熱度連鑄(喂入稀土絲)-控軋控冷等工藝路線。由于鋼材質(zhì)量和焊接構(gòu)造方面的原因,焊接構(gòu)件容易在鋼板厚度方向出現(xiàn)層狀撕裂,這對沿厚度方向受拉的連接部位非常不利,由此提出鋼材在厚度方向上應(yīng)具有良好的抗層狀撕裂的能力。在冶煉時,廢鋼隨爐料一起加入爐內(nèi),按常規(guī)工藝冶煉,出鋼后加入脫氧劑及合金,鋼水經(jīng)吹A(chǔ)r處理后,隨即進(jìn)行澆鑄,吹A(chǔ)r調(diào)溫后的鋼水經(jīng)連鑄機(jī)鑄成板坯。由于鋼中加入稀土元素,耐候鋼得到凈化,夾雜物含量大為減少。