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海洋工程钢结构Z向裂纹成因及管控分析摘要：随着社会和经济的不断发展，船舶制造、海洋工程等领域都有了长足的进步，造船技术也有了长足的进步。
随着建造技术的进步，对钢板的性能要求也在不断的增加，对高强度、高韧性、高焊接性能的要求也越来越高，对钢板的抗折性能也提出了更高的要求。
因此，很多钢铁生产厂家都在致力于开发适用于海洋工程领域、能够有效抵抗Z向裂纹的高性能钢板。
尤其是近几年，我国海洋工程建设技术、制造管理方式发生了巨大变革，海洋工程施工的结构形式不断涌现，对海洋工程钢结构材料的性能提出了更高的要求；尤其是大厚度钢板的需求量日益增加，其主要原因在于，大厚度钢板能够显著改善整个海洋工程的整体性能提高海洋工程钢结构质量；大厚度钢板在抵御Z向裂纹时所遇到的困难是亟待解决的。
因此，文章就海洋工程中出现Z向裂纹的成因及防止其发生的方法作了探讨，以期对防止其发生Z向裂纹起到积极作用。
关键词：海洋工程；钢结构Z向裂纹；管控1钢结构Z向裂纹产生的原因分析1.1结构内部原因由于海洋工程钢结构材料的不均匀性，导致了结构内因所产生的Z向裂纹，由于钢结构中存在着大量的硫化物、硅酸盐等杂质，这些杂质在钢中的分布并不是很均匀，如果有大量的杂质聚集在一起，就会形成比较薄弱的夹层。
而海洋工程钢结构所用的钢板一般都比较厚，所以很有可能会因为不均匀的杂质而产生夹层。
也就是说，随着钢板厚度的增大，Z向裂纹的发生也会增加。
另外，由于母材和焊接材料的不同，造成了焊接部位和其他部位的材料不同，从而使焊缝部位产生Z向裂纹。
与传统的船舶相比，近代船舶出现了明显的“大型化”，这与以往在海上工程中遇到的“Z”向裂纹现象类似，在现代船舶建设中也存在着同样的问题。
现在的船只大部分都是150米以上，甚至更长的超大型船只，船体的长度越长，总纵强度的问题就越严重，所以需要加大船体板的厚度。
比如大多数货柜船的甲板都有80mm厚，而中档甲板的厚度则有30mm以上，越是厚实的货柜，就越是容易产生“Z”形裂纹。
钢板边部纵裂纹的形态及成因分析2010-06-07 20:41:49 作者：连铸来源：制钢参考网浏览次数：35 文字大小：【大】【中】【小】随着品种开发的不断深入,高附加值品种钢日趋增多,钢种成分设计上加入大量的微合金元素如:Nb、V、Ti、Cr、Mo、Ni、Cu等,此类钢板在轧制过程中,出现了各种各样的裂纹,包括星裂、网裂、细小的边部纵裂纹,特别是细小的边部纵裂纹最多,占裂纹总量的70%。
边部小纵裂纹的出现,造成大量钢板报废。
济钢第三炼钢厂通过组织攻关、邀请专家进行学术交流,进行了大量对比试验、数据统计、电镜扫描等工作,找出了产生边部纵裂纹的原因,通过采取有效措施,使该类缺陷得到有效控制。
边部小纵裂纹断续,但总体沿轧制方向,缺陷体较尖锐、细小,深度约0.1～210mm,力学试验不影响钢板冷弯性能。
绝大部分分布在据钢板边部300mm左右,偶尔分布在钢板整个表面。
取裂纹试样观察其金相照片,发现其种边部小纵裂纹和铸坯表面大纵裂不同,一般不存在脱碳现象,没有晶粒长大和氧化物原点。
该裂纹没有氧化原点,使用电镜对裂纹处进行扫描分析,没有发现其保护渣成分,表明该裂纹并不是在结晶器内产生的。
最初怀疑该种裂纹极有可能是铸坯的皮下裂纹或铸坯在进加热炉加热及轧制过程中产生的。
为了寻找裂纹产生的根源,现场取了很多低倍样,对应钢板出现边部小纵裂纹的炉次,对铸坯试样进行了酸洗。
将铸坯试样浸泡于工业盐酸水溶液,酸洗后用钢刷将附着在铸坯表面的少量的氧化铁皮除去,清水冲洗后,用放大镜来观察铸坯表面的情况,均没有发现细小裂纹。
为了验证是否由皮下裂纹、夹杂或气泡造成的钢板表面裂纹,对酸洗后的试样进行表面铣、磨加工,沿内弧面向里1.5、310、415、715、1010mm逐层加工,并进行2次酸洗,逐层进行观察,没有发现有边部小纵裂纹、气泡、夹杂等迹象。
据有关资料介绍,现有连铸-冷却-再加热工艺中,当冷却到600～800℃范围,发生奥氏体向铁素体的转变,同时晶粒体积发生变化,碳氮化物容易在晶界析出并降低了晶界结合力。
钢材出现断裂的原因分析用于各行业的钢材品种达数千种之多。
每种钢材都因不同的性能、化学成分或合金种类和含量而具有不同的商品名称。
虽然断裂韧性值大大方便了每种钢的选择，然而这些参数很难适用于所有钢材。
主要原因有：第一，因为在钢的冶炼时需加入一定数量的某种或多种合金元素，成材后再经简单热处理便可获得不同的显微组织，从而改变了钢的原有性能；第二，因为炼钢和浇注过程中产生的缺陷，特别是集中缺陷（如气孔、夹杂等）在轧制时极其敏感，并且在同一化学成分钢的不同炉次之间，甚至在同一钢坯的不同部位发生不同的改变，从而影响钢材的质量。
由于钢材韧性主要取决于显微结构和缺陷的分散（严防集中缺陷）度，而不是化学成分。
所以，经热处理后韧性会发生很大变化。
要深入探究钢材性能及其断裂原因，还需掌握物理冶金学和显微组织与钢材韧性的关系。
1. 铁素体-珠光体钢断裂铁素体-珠光体钢占钢总产量的绝大多数。
它们通常是含碳量在0.05%～0.20%之间的铁-碳和为提高屈服强度及韧性而加入的其它少量合金元素的合金。
铁素体-珠光体的显微组织由BBC铁（铁素体）、0.01%C、可溶合金和Fe3C组成。
在碳含量很低的碳钢中，渗碳体颗粒（碳化物）停留在铁素体晶粒边界和晶粒之中。
但当碳含量高于0.02%时，绝大多数的Fe3C形成具有某些铁素体的片状结构，而称为珠光体，同时趋向于作为“晶粒”和球结（晶界析出物）分散在铁素体基体中。
含碳量在0.10%～0.20%的低碳钢显微组织中，珠光体含量占10%～25%。
尽管珠光体颗粒很坚硬，但却能非常广泛地分散在铁素体基体上，并且围绕铁素体轻松地变形。
通常，铁素体的晶粒尺寸会随着珠光体含量的增加而减小。
因为珠光体球结的形成和转化会妨碍铁素体晶粒长大。
因此，珠光体会通过升高d-1/2（d为晶粒平均直径）而间接升高拉伸屈服应力δy。
从断裂分析的观点看，在低碳钢中有两种含碳量范围的钢，其性能令人关注。
一是，含碳量在0.03%以下，碳以珠光体球结的形式存在，对钢的韧性影响较小；二是，含碳量较高时，以球光体形式直接影响韧性和夏比曲线。
Q345B钢板伸长率不合的原因分析摘要通过对Q345B钢板伸长率影响因素的分析和研究，表明钢中夹杂物、异常组织及带状组织是Q345B钢板伸长率不合的主要原因。
并提出了工艺改进等相关措施，改善并提高了钢板伸长率性能。
0 前言Q345B钢板是低合金高强度结构钢，广泛用于制造各类结构件。
最近在对天津钢铁公司一批Q345B钢板进行力学性能检测时，发现伸长率明显偏低，规格集中在厚度30 mm以上，严重影响该产品的正常生产和合同交货期。
本文利用光学金相、扫描电镜分析等手段，对Q345B钢板拉伸断口试样进行显微组织、断口形貌、夹杂物类型分析，找出了造成Q345B钢板伸长率偏低的原因。
1 试验材料成分及力学性能选用的试验材料是Q345B钢板，加工好的试样在常温条件下进行拉伸试验。
其化学成分及力学性能检测结果见表1和表2。
通过对比分析伸长率合格与不合试样的成分，发现两者并无明显差别，但钢板伸长率性能相差很大，说明化学成分不是造成产品伸长率偏低的主要原因。
2试验结果及分析2．1金相分析从伸长率不合的1#试样钢板上取纵向试样，进行磨制、抛光，在光学金相显微镜下观察评定钢中夹杂物，发现钢中夹杂物主要以A类(硫化物)和B类(硅酸盐)为主，且试样中夹杂物级别较高，A类为细系2．5，B类为细系2．0。
D类和DS类夹杂物级别一般，D类为细系1．0，DS类为·39·第18卷第3期2012年6月宽厚板WIDE AND HEAVY PLATEVol．18，No．3June 20120．5，且由于尺寸较小，分布较为弥散，因此，A类和B类夹杂物对塑性指标的影响较大。
用4%硝酸酒精侵蚀后，观察其金相组织，见图1。
图1 1#试样板厚1/2处显微组织从金相结果来看，板厚1/2处金相组织为铁素体、珠光体和少量针状铁素体，试样心部存在贝氏体，这两类组织可降低钢板的塑性指标，此外，心部还有微裂纹;带状组织级别为2．5～3．0级，导致钢板横向性能变差，并在拉伸过程中产生木纹状断口，影响伸长率指标［1］;晶粒度级别为7．5～8级。
厚钢板焊接加工层状撕裂的原因以及预防措施对于厚度不小于40 mm的厚钢板而言，在焊接过程中易发生层状撕裂，究其原因，有两方面，一方面为钢板越厚，非金属夹杂缺陷越多；另一方面为焊缝越厚，焊接应力和变形就越大，今天就来解析一下厚钢板加工焊接时层状撕裂的原因以及预防措施。
一、厚钢板焊接加工层状撕裂的原因层状撕裂产生的主要原因为钢中存在片状硫化物与层状硅酸盐或大量成片地密集于同一平面内的氧化铝夹杂物，可能导致Z向塑性降低，沿钢材轧制方向发生阶梯状的层状撕裂。
二、厚钢板焊接加工防层状撕裂的预防措施1.原材料控制(1)要求Q345B钢中S含量≤0.04%、P含量≤0.04%。
在原材料进厂复验过程中，对钢板的S、P含量需进行严格的控制，S、P含量的实测值应低于标准要求的1/2。
(2)厚板原材料进厂后应逐块进行无损检测，检测板内有无夹层。
(3)对不符合要求的钢板必须要求退货处理。
2.焊接接头设计要点(1)在满足焊透深度要求和焊缝致密性条件下，采用较小的焊接坡口角度及间隙。
(2)在角接接头中，采用对称坡口或偏向于侧板的坡口。
(3)采用双面坡口对称焊接代替单面坡口非对称焊接。
(4)在T形或角接接头中，板厚方向承受焊接拉应力的板材端头伸出接头焊缝区。
3.焊接材料的选择在满足接头强度要求的条件下，选用具有较好熔敷金属塑性性能的焊接材料，气保焊丝ER50-6是一种强度等级较低的低氢性焊接材料，焊丝的熔敷效率高且具有较好的塑性性能，也是一种公认的厚板焊接材料。
4.焊接方法的选择在焊接厚板时，采用富氩混合气体保护焊，此种焊接方法为低氢焊接方法的一种，比纯CO2气体保护焊更容易、更有效的控制焊缝金属内部的含氢量。
5.坡口的制备(1)厚板的坡口制备需优先采用机械坡口机进行加工，避免采用火焰切割，以免导致焊接部位重复受热。
(2)制定合理的坡口角度，在满足焊缝连接强度的同时，尽可能减小坡口尺寸，以达到减少焊缝熔敷金属填充量的目的。
(3)在坡口加工过程中，应严格按照既定要求限制坡口角度及钝边尺寸的偏差。
BV AH36船板拉伸断口分层原因分析[摘要】钢板拉伸试验后出现断口分层现象。
利用扫描电镜、电子探针和金相显微镜, 对断口以及断口附近钢板截面的组织进行了观察、检测和分析, 指出分层现象与板厚中心偏析处的贝氏体组织、混晶以及Nb、Ti、 Mn、C的成分偏析有关。
关键词：断口分层、中心偏析、带状、贝氏体分析。
前言：近阶段我公司生产的中厚规格的BV AH36船板，在力学性能检验中，由于拉伸试样断口分层的现象十分突出，既影响了船板产品的正常交货，又加重了生产负担。
为此本文通过对拉伸断口分层的试样进行系统的分析和研究，以期找出影响拉伸断口分层的原因，提高BV AH36船板钢的合格率。
1检验结果1、1 拉伸试验按常规拉伸试验取样要求,钢板拉伸试验试样为板材原始厚度的横向试样, 即试样拉伸方向垂直于轧制方向, 而断口表面平行于轧制方向并垂直于板材表面。
BV AH36船板拉伸试验结果及国家标准(船用产品材料与焊接规范) 值见表1。
表1力学性能检验结果表中数据显示, 该钢板的屈服强度、抗拉强度满足标准要求, 但拉伸断口有分层现象, 断后伸长率低于标准值。
1. 2化学成分取分层试样作化学成分分析, 结果见表2。
结果表明, 钢板的化学成分符合标准要求。
表二：1. 3 断口分析图一断口宏观形貌：试样的拉伸断口有明显的中心分层断裂特征,分层的中心线与试样厚度的中心线大致重合。
通过对大量拉伸试样断口检查，我们对分层的拉伸断口形态归纳为断口有明显的层状断裂特征，白亮色和灰色交替出现使试样厚度中心位置上呈现多层结构，见图1 。
宏观断面与拉伸方向垂直，断口平齐而光亮，见图1（b）；宏观断面与拉伸方向夹约45°角，断口表面光亮，见图1（c）。
附断口照片2-3个图二、白点断口形貌；放大倍数：9X。
上呈现隐约平行条纹特征，并有二次裂纹；放大倍数：50X图四白点区域，裂纹两边均为脆性解理状；放大倍数：500X。
图五白点断口放大呈现人字开裂形貌；两边均为脆性断裂；放大倍数：354X；放大倍数：1,200X。
钢材断裂基本原因分析大全用于各行业的钢材品种达数千种之多。
每种钢材都因不同的性能、化学成分或合金种类和含量而具有不同的商品名称。
虽然断裂韧性值大大方便了每种钢的选择，然而这些参数很难适用于所有钢材。
主要原因有：第一，因为在钢的冶炼时需加入一定数量的某种或多种合金元素，成材后再经简单热处理便可获得不同的显微组织，从而改变了钢的原有性能；第二，因为炼钢和浇注过程中产生的缺陷，特别是集中缺陷（如气孔、夹杂等）在轧制时极其敏感，并且在同一化学成分钢的不同炉次之间，甚至在同一钢坯的不同部位发生不同的改变，从而影响钢材的质量。
由于钢材韧性主要取决于显微结构和缺陷的分散（严防集中缺陷）度，而不是化学成分。
所以，经热处理后韧性会发生很大变化。
要深入探究钢材性能及其断裂原因，还需掌握物理冶金学和显微组织与钢材韧性的关系。
1. 铁素体-珠光体钢断裂铁素体-珠光体钢占钢总产量的绝大多数。
它们通常是含碳量在0.05%～0.20%之间的铁-碳和为提高屈服强度及韧性而加入的其它少量合金元素的合金。
铁素体-珠光体的显微组织由BBC铁（铁素体）、0.01%C、可溶合金和Fe3C 组成。
在碳含量很低的碳钢中，渗碳体颗粒（碳化物）停留在铁素体晶粒边界和晶粒之中。
但当碳含量高于0.02%时，绝大多数的Fe3C形成具有某些铁素体的片状结构，而称为珠光体，同时趋向于作为“晶粒”和球结（晶界析出物）分散在铁素体基体中。
含碳量在0.10%～0.20%的低碳钢显微组织中，珠光体含量占10%～25%。
尽管珠光体颗粒很坚硬，但却能非常广泛地分散在铁素体基体上，并且围绕铁素体轻松地变形。
通常，铁素体的晶粒尺寸会随着珠光体含量的增加而减小。
因为珠光体球结的形成和转化会妨碍铁素体晶粒长大。
因此，珠光体会通过升高d-1/2（d为晶粒平均直径）而间接升高拉伸屈服应力δy。
从断裂分析的观点看，在低碳钢中有两种含碳量范围的钢，其性能令人关注。
一是，含碳量在0.03%以下，碳以珠光体球结的形式存在，对钢的韧性影响较小；二是，含碳量较高时，以球光体形式直接影响韧性和夏比曲线。
300M 钢拉伸试样异常断裂原因分析崔刚【摘要】300M 钢在进行拉伸试验时，在试样夹持头过渡区发生异常断裂。
通过化学成分分析、宏观检验、金相检验、硬度测试与扫描电镜分析的方法，对试样异常断裂的原因进行了分析。
结果表明：该试样的异常断裂与试样热处理过程中产生增碳现象和试样夹持头台阶设计不合理有关。
%The abnormal fracture happened to the transition section of gripping head during the tensile test of 300M steel specimens.The specimens were investigated by means of chemical composition analysis,macrographic examination,metallographic examination,hardness test and SEM analysis,in order to find the causes of the abnormal fracture.The results show that:the abnormal fracture of the specimens was related to the generation of carburization phenomenon caused by the heat treatment,and the unreasonable design of the transition section of the gripping head.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】4页(P213-216)【关键词】300M钢;拉伸试验;异常断裂;沿晶开裂;增碳现象【作者】崔刚【作者单位】中航工业航宇救生装备有限公司，襄阳 441003【正文语种】中文【中图分类】TG115.2300M钢(40CrNi2Si2MoVA)采用真空感应熔炼+真空自耗重熔冶炼，主要应用于飞机起落架等航空模锻件和自由锻件。
