·184 北京科技大学学报 第36卷 质量缺陷，其中裂纹就是最为常见的缺陷，是影响连 向、竖向、纵向和中心部位的试样)，在AH32板坯的 铸坯质量的重要方面.铸坯裂纹的产生原因极其复 表面和厚度1/4处截取六组纵向试样.具体的取样 杂，受设备、凝固条件以及工艺操作等多方面的影 方案见图1和图2. 响，但最重要的还是钢本身的高温力学行为四.目 表1试验钢的化学成分（质量分数） 前，国内外学者对这方面的研究己很多，尤其是对不 Table 1 Chemical composition of the tested steels % 同钢种、不同成分的研究)，而针对同一钢种铸坯 钢号 Si Mn P S Al Nb 的不同部位高温延塑性的研究还鲜有报道。为此， Q345B0.170.361.420.0330.012- 本研究选择了Q345B和AH32两个钢种，分别在铸 AH320.160.351.320.0120.0160.0360.018 坯的不同方向和不同部位上进行取样，研究其对钢 高温延塑性的影响 1试验材料和研究方法 1.1试验材料 试验用的试样取自某钢厂生产的Q345B和 AH32连铸板坯，其化学成分见表1. 为了研究Q345B和AH32连铸板坯不同方向 出还方向 和不同部位处试样的高温延塑性的变化规律，本试 图1Q345B钢的取样位置示意图 验在Q345B板坯的横向、竖向、纵向和中心四个方 Fig.1 Sketch of sampling positions for Q345B steel 向进行分割取四组试样(A、B、1和C分别代表横 表面 1 14处 2 1/4处 中心 板坯横断面图(200mmx1500mm) 图2AH32钢的取样位置示意图 Fig.2 Sketch of sampling positions for AH32 steel 1.2试验工艺及研究方法 本试验在Gleeble--l500应力/应变热模拟试验 温度 1350℃ e=1×10-3s-1 3 机上进行，试样尺寸中10mm×120mm,两端有螺纹. 5 min e=5x103s1 测试时试样室通入流量为1L·min-1的氩气流，以规 测试温度 2 min 10℃·1 定的速率升温到1350℃保持5min,以均匀成分和 温度，促进析出物的溶解，然后以3℃·s1的冷却速 温 度降至各试验温度.每个试验温度保温2min,然后 时间 图3高温拉伸试验工艺 以确定的应变速率进行拉伸 Fig.3 High temperature tension process 试样Q345B钢的高温拉伸试验工艺及参数如 图3所示(AH32的升温速度和应变速率分别为 2试验结果及讨论 20℃·s1和5×10-3s-1,其余试验参数与Q345B钢 相同).主要考虑到大生产时，为避免出现矫直横裂 2.1 Q345B和AH32钢不同部位和方向取样的高 纹，含Nb和A1的AH32钢矫直温度高于Q345B,相 温延塑性变化 应的拉速和铸坯承受的应变速率要大于Q345B,所 图4为Q345B钢铸坯不同部位和方向的试样 以试验条件选择时充分考虑了生产实际，并参考了 在1×10-3s1的应变速率条件下的热塑性变化曲 国内相关研究采用的条件范围 线.从图4可以看出：当温度在950℃以下时，四个 试样拉断后，立即对拉断部位大量喷水冷却 部位的断面收缩率随温度的变化规律基本相同，断 测量拉伸断口尺寸，计算断面收缩率.试样的断口 面收缩率没有出现很大波动；而当温度在950℃以 和断口附近的显微组织分别采用配有能谱仪的扫描 上时，四个部位的断面收缩率均不同程度的出现了 电镜和光学显微镜进行观察，获取组织形貌. 波动，其中中心部位的数据波动较为严重，且热塑性北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 质量缺陷，其中裂纹就是最为常见的缺陷，是影响连 铸坯质量的重要方面． 铸坯裂纹的产生原因极其复 杂，受设备、凝固条件以及工艺操作等多方面的影 响，但最重要的还是钢本身的高温力学行为［1］． 目 前，国内外学者对这方面的研究已很多，尤其是对不 同钢种、不同成分的研究［2--7］，而针对同一钢种铸坯 的不同部位高温延塑性的研究还鲜有报道． 为此， 本研究选择了 Q345B 和 AH32 两个钢种，分别在铸 坯的不同方向和不同部位上进行取样，研究其对钢 高温延塑性的影响． 1 试验材料和研究方法 1. 1 试验材料 试验用的试样取自某钢厂生产的 Q345B 和 AH32 连铸板坯，其化学成分见表 1． 为了研究 Q345B 和 AH32 连铸板坯不同方向 和不同部位处试样的高温延塑性的变化规律，本试 验在 Q345B 板坯的横向、竖向、纵向和中心四个方 向进行分割取四组试样( A、B、1 和 C 分别代表横 向、竖向、纵向和中心部位的试样) ，在 AH32 板坯的 表面和厚度 1 /4 处截取六组纵向试样． 具体的取样 方案见图 1 和图 2． 表 1 试验钢的化学成分( 质量分数) Table 1 Chemical composition of the tested steels % 钢号 C Si Mn P S Al Nb Q345B 0. 17 0. 36 1. 42 0. 033 0. 012 — — AH32 0. 16 0. 35 1. 32 0. 012 0. 016 0. 036 0. 018 图 1 Q345B 钢的取样位置示意图 Fig． 1 Sketch of sampling positions for Q345B steel 图 2 AH32 钢的取样位置示意图 Fig． 2 Sketch of sampling positions for AH32 steel 1. 2 试验工艺及研究方法 本试验在 Gleeble--1500 应力/应变热模拟试验 机上进行，试样尺寸 10 mm × 120 mm，两端有螺纹． 测试时试样室通入流量为 1 L·min － 1的氩气流，以规 定的速率升温到 1350 ℃ 保持 5 min，以均匀成分和 温度，促进析出物的溶解，然后以 3 ℃·s － 1的冷却速 度降至各试验温度． 每个试验温度保温 2 min，然后 以确定的应变速率进行拉伸． 试样 Q345B 钢的高温拉伸试验工艺及参数如 图 3 所示( AH32 的升温速度和应变速率分别为 20 ℃·s － 1和 5 × 10 － 3 s － 1，其余试验参数与 Q345B 钢 相同) ． 主要考虑到大生产时，为避免出现矫直横裂 纹，含 Nb 和 Al 的 AH32 钢矫直温度高于 Q345B，相 应的拉速和铸坯承受的应变速率要大于 Q345B，所 以试验条件选择时充分考虑了生产实际，并参考了 国内相关研究采用的条件范围［8］． 试样拉断后，立即对拉断部位大量喷水冷却． 测量拉伸断口尺寸，计算断面收缩率． 试样的断口 和断口附近的显微组织分别采用配有能谱仪的扫描 电镜和光学显微镜进行观察，获取组织形貌． 图 3 高温拉伸试验工艺 Fig． 3 High temperature tension process 2 试验结果及讨论 2. 1 Q345B和 AH32 钢不同部位和方向取样的高 温延塑性变化 图 4 为 Q345B 钢铸坯不同部位和方向的试样 在 1 × 10 － 3 s － 1的应变速率条件下的热塑性变化曲 线． 从图 4 可以看出: 当温度在 950 ℃ 以下时，四个 部位的断面收缩率随温度的变化规律基本相同，断 面收缩率没有出现很大波动; 而当温度在 950 ℃ 以 上时，四个部位的断面收缩率均不同程度的出现了 波动，其中中心部位的数据波动较为严重，且热塑性 · 481 ·