D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1997.05.020 第19卷第5期 北京科技大学学报 Vol.19 No.5 1997年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.1997 鞍钢钢材成分与其力学性能的定量关系 余宗森”袁泽喜2”李定秀引李士琦》武骏 1)北京科技大学应用科学学院，北京1000832)武汉钢铁学院，武汉3)北京钢铁研究总院 摘要根据由鞍钢100炉次钢材试样的化学成分全分析、显微组织参数和力学性能测定的结果， 采用统计方法分析了钢材成分（包括痕量元素）、组织与其力学性能的关系，得出了成分、组织与 其力学性能之间的回归方程，并将鞍钢钢材的成分与宝钢钢材成分作了比较. 关键词化学成分，力学性能，统计，回归 中图分类号TF123.11 钢材的力学性能主要取决于它的化学组成和显微组织，此外生产工艺环节对其性能也有 重要的影响.自50年代以来，国外开展了不少有关钢的化学、显微组织与其力学性能定量关 系的研究工作，以求通过这些定量关系用来描述、预测和控制产品的性能.近期的总结性文献 如文献[】.我国在这方面的工作很少，并且多是零星的结果.但是归纳这方面的关系对于指 导生产和合金设计具有重要价值 研究该问题在我国还有特殊背景和意义.因为我国钢铁生产所用的矿石主要来自国内矿 山，而我国的矿山资源自有其赋存特色，如本溪南芬矿山矿石含杂质少；白云鄂博矿石除含铁 外，还含有稀土、铌等元素；攀枝花铁矿富含钒、钛等；鞍山地区的矿石则在杂质类别和含量上 属于一般的典型矿石.弄清楚由矿石带入钢材中的残留痕量元素的种类和数量，对有关钢铁 企业发挥钢中有益痕量元素的作用，抑制有害痕量元素的作用或变害为利是十分重要的.为 此，本文对从各厂取来的大量试样进行化学元素全分析，测定这些钢材的力学性能和一些显 微组织参数，运用统计分析方法找出钢的结构性能、化学组成和显微组织的定量相关关系， 1试验部分 由鞍钢选取50炉次的20镇静钢中30mm棒材和50炉次的50kg重轨钢.宝钢的钢样也 为20钢轧材.低碳的20钢样经900℃保温1.5h后空冷；重轨钢样经800℃保温2h,继之以 700℃保温2再炉冷.然后加工成化学全分析和力学性能试样.化学成分全分析在钢研总院 进行；20钢和重轨钢的晶粒度及20钢的珠光体含量用图像分析仪测定；常规机械性能在华中 理工大学的拉伸试验机上的测定；冲击韧性利用攀钢钢研院的冲击试验机测得，包括部分试 样的裂纹萌生功和裂纹扩展功.表1和表2列出了鞍钢、宝钢20钢和鞍钢重轨钢的化学分析 及力学性能与组织参数测定结果， 1997-01-10收稿第一作者男64岁敕授第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 《 鞍钢钢材成分 与其力学性 能的定量 关系 余 宗森 袁泽喜 李定 秀 ’ 李士 琦 武 骏 北 京科技 大学 应用 科学 学 院 ， 北 京 武汉钢铁学 院 ， 武汉 北 京 钢铁研究总 院 摘要 根 据 由鞍钢 炉 次钢材 试样 的化学 成分 全分析 、 显微 组 织参数和 力学性 能测 定 的结果 ， 采 用 统计方 法 分析 了钢材 成分 包括痕 量 元 素 、 组 织 与其 力学性 能 的 关 系 ， 得 出 了成 分 、 组织 与 其力学性 能之 间的回 归方程 ， 并将鞍钢钢材 的成分与宝钢钢材成分作了 比较 关键词 化学 成分 ， 力 学性 能 统计 ， 回 归 中图分类号 钢 材 的力学性 能 主要 取决 于 它 的化学 组成 和 显微 组织 ， 此外 生产 工 艺环 节 对其性 能也有 重要 的影 响 自 年代 以 来 ， 国外 开 展 了不 少有 关钢 的化 学 、 显微 组 织 与其 力 学 性 能 定 量 关 系 的研 究 工作 ， 以 求 通 过这 些定 量 关系用来 描述 、 预测和控 制 产 品 的性 能 近期 的总结性 文献 如 文 献 【 我 国在 这 方 面 的 工 作 很 少 ， 并 且 多 是零 星 的结 果 但是 归 纳 这 方 面 的 关 系 对于 指 导生 产和合金 设 计具有重要 价值 研究 该 问题 在 我 国 还有特 殊背 景 和 意 义 因为我 国钢铁生 产所 用 的矿石 主要来 自国 内矿 山 ， 而 我 国 的矿 山 资源 自有 其 赋存特 色 ， 如 本溪南芬 矿 山矿石含 杂质少 白云鄂 博矿石 除含铁 外 ， 还 含 有 稀 土 、 妮等元 素 攀枝花铁 矿 富含 钒 、 钦等 鞍 山地 区 的矿石 则在 杂质类别和含量 上 属于 一 般 的典 型 矿 石 弄 清楚 由矿 石 带人 钢 材 中的残 留痕 量元 素 的种类 和 数量 ， 对有 关钢铁 企 业 发挥 钢 中有 益 痕 量 元 素 的作 用 ， 抑 制有 害痕 量元 素 的作 用 或 变 害为利是 十分 重要 的 为 此 ， 本 文 对从 各 厂 取 来 的大 量 试样 进 行 化 学元 素全 分 析 ， 测 定 这 些 钢 材 的力 学性 能 和 一些 显 微组 织 参数 ， 运 用 统计 分 析 方法 找 出钢 的结 构性 能 、 化学 组 成和 显微组 织 的定量 相 关关系 试验部分 由鞍 钢 选 取 炉 次 的 镇静 钢 中 棒 材 和 炉 次 的 重 轨钢 宝 钢 的钢 样 也 为 钢 轧 材 低 碳 的 钢样 经 ℃ 保温 后 空 冷 重 轨钢样 经 ℃ 保温 ， 继 之 以 ℃ 保 温 再 炉 冷 然 后加 工 成 化学 全 分 析和 力学 性 能试 样 化 学 成 分 全 分 析 在 钢研 总 院 进行 钢 和 重 轨钢 的晶粒度 及 钢 的珠 光 体含量 用 图像分析仪测 定 常规机械 性 能 在 华 中 理 工 大 学 的拉伸 试验 机 上 的测 定 冲 击 韧性 利 用 攀钢 钢 研 院的冲 击 试 验 机 测 得 ， 包 括 部 分 试 样 的裂 纹 萌 生 功和 裂 纹 扩 展 功 表 和 表 列 出 了鞍钢 、 宝 钢 钢 和 鞍钢 重轨 钢 的化学 分析 及力学性 能 与组织 参数测 定结 果 一 卜 收稿 第 一 作者 男 岁 教授 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1997．05．020