吴建中等：Mn含量波动对DHB6高强度船板钢力学性能影响的数学模型 ·107 MPa 率影响并不明显：断面收缩率仅随S含量的增加而减 (2)在不同Si含量下，若eS]<0.36%,抗拉强 小，在成分允许范围内，Si含量的变化对断面收缩率的 度随Mn含量的增加而线性减小，若w[Si]>0.36%, 最大影响范围约为6%. 抗拉强度随M含量的增加而线性增加，在wSi]较高 (3)在不同P含量下，Mn的成分波动对断面收缩 的情况下，M含量对抗拉强度的影响最大，此时随着 率影响也不明显：而断面收缩率随P含量的增加呈先 Mn含量由低到高持续上升，抗拉强度最多会上升约 减小后增加的趋势，当0P]=0.017%时，断面收缩率 100MPa:若Mn保持含量不变，当wMn]<1.375% 最小，材料塑性最差；在P的成分允许范围内，P对断 时，Si质量分数在0.33%左右可获得较高的抗拉强 面收缩率的最大影响为3%， 度，当wMn]>1.375%时，Si质量分数在0.39%左右 (4)在不同S含量下，Mn的成分波动对断面收缩 可以获得较高的抗拉强度，Si含量对抗拉强度造成的 率影响也不是十分明显：断面收缩率仅随S含量的增 最大波动范围在60MPa左右. 加而增加，在S的成分允许范围内，S对断面收缩率的 (3)在不同P含量下，抗拉强度均随Mn含量的增 最大影响范围约为2.5%. 加而微弱地线性增加，此时斜率不发生变化：随着P含 (5)在不同A1.含量下，若0Al.J<0.026%,断 量的升高，抗拉强度呈先增加后减小的趋势，当P质量 面收缩率随Mn含量的增加而线性减小，若wAl> 分数为0.022%左右时可获得最大抗拉强度，P含量的 0.026%,断面收缩率随Mn含量的增加而线性增加， 波动对抗拉强度造成的影响最大约为25MPa. 当w[Als]较大时，断面收缩率随Mn含量波动的最大 (4)在不同S含量下，Mn的成分波动对抗拉强度 范围达到7%：若Mn保持含量不变，当e[Mn]< 影响不明显：抗拉强度只随着$含量的增加而减小，S 1.365%时，越低的A1.含量可获得越大的断面收缩率， 含量对抗拉强度造成的最大波动为20MPa左右. 当wMn]>1.365%时，越高的AL含量可获得越大的 (5)在不同AL含量下，若wAL]<0.026%,抗拉 断面收缩率，A1。含量波动对断面收缩率产生的最大影 强度随Mn含量的增加而增加，若w[L]>0.026%, 响范围为5%. 抗拉强度随Mn含量的增加而减小，在wA山s]很高的 4结论 情况下，Mn含量对抗拉强度的影响最大，此时随着Mn 含量由低到高持续上升，抗拉强度最多会下降约80 (1)Mn含量对冲击功的影响主要呈斜率为负的 MPa:若Mn保持含量不变，当oMn]<1.43%时，抗 直线关系，其斜率的变化与另一组元有关.当其他成 拉强度随Al含量的增加而增加，当eMn]>1.43% 分保持不变，在不同的CP、S含量下，冲击功会分别 时，抗拉强度随A1含量的增加而减小，A1、含量对抗拉 以相同斜率随着Mn含量的增加而降低；而当Si含量 强度造成的最大波动范围在80MPa左右 越小或AL含量越大时，冲击功随M含量增加而降低 3.2.3DH36高强度船板钢断面收缩率与Mn含量的 的幅度也逐渐变大 关系 (2)Mn含量对屈服强度的影响呈直线关系，其斜 首先建立DH36高强度船板钢主要化学成分C、 率的变化与另一组元有关.当其他成分保持不变，在 Si、Mn、P、S、Al.的变化与断面收缩率之间关系的数学 不同的Si、P含量下，Mn含量对屈服强度的影响不明 模型，如式(4)所示.选取其中四个组元的平均值代入 显：但当C含量越低或S、AL含量越高时，屈服强度随 模型保持不变，依次考察在不同的第五组元(C、Si、P、 Mn含量增加而降低的趋势也越明显；而当w[C]> S、Al)含量变化时，Mn的成分波动与断面收缩率之间 0.125%或0[S]<0.005%或w[Als]<0.026%时，屈 的关系，发现如下规律： 服强度随M含量的增加开始上升，斜率也随之变大. (1)在不同C含量下，若w[C]>0.125%,断面收 (3)Mn含量对抗拉强度的影响呈直线关系，其斜 缩率随Mn含量的增加而线性增加，若w[C]< 率的变化与另一组元有关.当其他成分保持不变，在 0.125%,断面收缩率随Mn含量的增加而线性减小， 不同的C、S、P含量下，Mn对抗拉强度的影响不明显； 在C很低的情况下，M含量对断面收缩率的影响 但在越低的Si含量或越高的A山含量下，抗拉强度随 最大，此时随着M含量由低到高持续上升，断面收缩 Mn含量增加而降低的趋势会越明显；而当[Si]> 率最多会下降约10%；若Mn保持含量不变，当w 0.36%或wl]<0.026%时，抗拉强度随Mn含量的 Mn]<1.38%时，断面收缩率随C含量的增加而减 增加开始上升，斜率也随之变大 小，当wMn]>1.38%时，断面收缩率随C含量的增 (4)Mn含量对断面收缩率的影响呈直线关系，其 加而增加，C含量波动对断面收缩率产生影响的最大 斜率的变化与另一组元有关。当其他成分保持不变， 范围约为10%. 在不同的Si、S、P含量下，Mn对断面收缩率的影响不 (2)在不同Si含量下，Mn的成分波动对断面收缩 明显；但当C或Al、含量越低时，断面收缩率随Mn含吴建中等: Mn 含量波动对 DH36 高强度船板钢力学性能影响的数学模型 MPa． ( 2) 在不同 Si 含量下，若 w［Si］＜ 0. 36% ，抗拉强 度随 Mn 含量的增加而线性减小，若 w［Si］＞ 0. 36% ， 抗拉强度随 Mn 含量的增加而线性增加，在 w［Si］较高 的情况下，Mn 含量对抗拉强度的影响最大，此时随着 Mn 含量由低到高持续上升，抗拉强度最多会上升约 100 MPa; 若 Mn 保持含量不变，当 w［Mn］＜ 1. 375% 时，Si 质量分数在 0. 33% 左右可获得较高的抗拉强 度，当 w［Mn］＞ 1. 375% 时，Si 质量分数在 0. 39% 左右 可以获得较高的抗拉强度，Si 含量对抗拉强度造成的 最大波动范围在 60 MPa 左右． ( 3) 在不同 P 含量下，抗拉强度均随 Mn 含量的增 加而微弱地线性增加，此时斜率不发生变化; 随着 P 含 量的升高，抗拉强度呈先增加后减小的趋势，当 P 质量 分数为 0. 022% 左右时可获得最大抗拉强度，P 含量的 波动对抗拉强度造成的影响最大约为 25 MPa． ( 4) 在不同 S 含量下，Mn 的成分波动对抗拉强度 影响不明显; 抗拉强度只随着 S 含量的增加而减小，S 含量对抗拉强度造成的最大波动为 20 MPa 左右． ( 5) 在不同 AlS含量下，若 w［AlS ］＜ 0. 026% ，抗拉 强度随 Mn 含量的增加而增加，若 w［AlS］＞ 0. 026% ， 抗拉强度随 Mn 含量的增加而减小，在 w［AlS］很高的 情况下，Mn 含量对抗拉强度的影响最大，此时随着 Mn 含量由低到高持续上升，抗拉强度最多会下降约 80 MPa; 若 Mn 保持含量不变，当 w［Mn］＜ 1. 43% 时，抗 拉强度随 AlS含量的增加而增加，当 w［Mn］＞ 1. 43% 时，抗拉强度随 AlS含量的增加而减小，AlS含量对抗拉 强度造成的最大波动范围在 80 MPa 左右． 3. 2. 3 DH36 高强度船板钢断面收缩率与 Mn 含量的 关系 首先建立 DH36 高强度船板钢主要化学成分 C、 Si、Mn、P、S、AlS的变化与断面收缩率之间关系的数学 模型，如式( 4) 所示． 选取其中四个组元的平均值代入 模型保持不变，依次考察在不同的第五组元( C、Si、P、 S、AlS ) 含量变化时，Mn 的成分波动与断面收缩率之间 的关系，发现如下规律: ( 1) 在不同 C 含量下，若 w［C］＞ 0. 125% ，断面收 缩率 随 Mn 含 量 的 增 加 而 线 性 增 加，若 w［C］ ＜ 0. 125% ，断面收缩率随 Mn 含量的增加而线性减小， 在 w［C］很低的情况下，Mn 含量对断面收缩率的影响 最大，此时随着 Mn 含量由低到高持续上升，断面收缩 率最 多 会 下 降 约 10% ; 若 Mn 保 持 含 量 不 变，当 w ［Mn］＜ 1. 38% 时，断面收缩率随 C 含量的增加而减 小，当 w［Mn］＞ 1. 38% 时，断面收缩率随 C 含量的增 加而增加，C 含量波动对断面收缩率产生影响的最大 范围约为 10% ． ( 2) 在不同 Si 含量下，Mn 的成分波动对断面收缩 率影响并不明显; 断面收缩率仅随 Si 含量的增加而减 小，在成分允许范围内，Si 含量的变化对断面收缩率的 最大影响范围约为 6% ． ( 3) 在不同 P 含量下，Mn 的成分波动对断面收缩 率影响也不明显; 而断面收缩率随 P 含量的增加呈先 减小后增加的趋势，当 w［P］= 0. 017% 时，断面收缩率 最小，材料塑性最差; 在 P 的成分允许范围内，P 对断 面收缩率的最大影响为 3% ． ( 4) 在不同 S 含量下，Mn 的成分波动对断面收缩 率影响也不是十分明显; 断面收缩率仅随 S 含量的增 加而增加，在 S 的成分允许范围内，S 对断面收缩率的 最大影响范围约为 2. 5% ． ( 5) 在不同 AlS含量下，若 w［AlS］＜ 0. 026% ，断 面收缩率随 Mn 含量的增加而线性减小，若 w［AlS］＞ 0. 026% ，断面收缩率随 Mn 含量的增加而线性增加， 当 w［AlS ］较大时，断面收缩率随 Mn 含量波动的最大 范围达 到 7% ; 若 Mn 保 持 含 量 不 变，当 w［Mn］ ＜ 1. 365% 时，越低的 AlS含量可获得越大的断面收缩率， 当 w［Mn］＞ 1. 365% 时，越高的 AlS含量可获得越大的 断面收缩率，AlS含量波动对断面收缩率产生的最大影 响范围为 5% ． 4 结论 ( 1) Mn 含量对冲击功的影响主要呈斜率为负的 直线关系，其斜率的变化与另一组元有关． 当其他成 分保持不变，在不同的 C、P、S 含量下，冲击功会分别 以相同斜率随着 Mn 含量的增加而降低; 而当 Si 含量 越小或 AlS含量越大时，冲击功随 Mn 含量增加而降低 的幅度也逐渐变大． ( 2) Mn 含量对屈服强度的影响呈直线关系，其斜 率的变化与另一组元有关． 当其他成分保持不变，在 不同的 Si、P 含量下，Mn 含量对屈服强度的影响不明 显; 但当 C 含量越低或 S、AlS含量越高时，屈服强度随 Mn 含量增加而降低的趋势也越明显; 而当 w［C］＞ 0. 125% 或 w［S］＜ 0. 005% 或 w［AlS］＜ 0. 026% 时，屈 服强度随 Mn 含量的增加开始上升，斜率也随之变大． ( 3) Mn 含量对抗拉强度的影响呈直线关系，其斜 率的变化与另一组元有关． 当其他成分保持不变，在 不同的 C、S、P 含量下，Mn 对抗拉强度的影响不明显; 但在越低的 Si 含量或越高的 AlS含量下，抗拉强度随 Mn 含量增加而降低的趋势会越明显; 而当 w［Si］＞ 0. 36% 或 w［AlS ］＜ 0. 026% 时，抗拉强度随 Mn 含量的 增加开始上升，斜率也随之变大． ( 4) Mn 含量对断面收缩率的影响呈直线关系，其 斜率的变化与另一组元有关． 当其他成分保持不变， 在不同的 Si、S、P 含量下，Mn 对断面收缩率的影响不 明显; 但当 C 或 AlS含量越低时，断面收缩率随 Mn 含 · 701 ·