TMCP钢在钢梁制造中应注意的问题.doc

TMCP钢在钢梁制造中应注意的问题 周鼎能 工程师 （钢结构 2009年 9期）中铁大桥工程局二公司 （邮编210015） 摘要：研究表明，经过TMCP处理钢材具备诸多良好的综合性能，京沪高速铁路线上在建的南京大胜关长江大桥首次采用 Q420qE经TMCP处理的钢材，制造内力大于40MN的全部杆件。由于经过TMCP处理的钢力学性能同同类钢材相比有明显提高，这就导致它对某些热处理规范很敏感。那么，在钢梁的生产制造过程中，面对许多次必不可少的火焰矫正工序，温度应该控制在多少度、既能达到矫正的目的，又不致破坏降低钢材的力学性能呢，本文对此进行初步探讨。 关键词：TMCP钢 钢梁 温度 TMCP(Thermo Mechanical Control Process)称为“热机械控制工艺”；它是将钢材“控轧”(Controlled Rolling)，控制加热、轧制温度、 压下量)技术与随后的“加速冷却”(Accelerated Cooling，快于空冷)结合起来，在尽量控制合金元素添加的情况下，通过对加快轧制后的冷却速度，导致对钢材细化晶粒 措施、能够得到 高强度和高冲击韧性的下贝氏体组织。 但是，由于经TMCP处理的钢力学性能与同类钢材相比有明显提高，使它对某些热处理规范很敏感。那么，在钢梁的生产制造过程中，面对许多次必不可少的 火焰矫正工序，加热点中心的加热温度应该控制在多少，既能达到矫正的目的，又不破坏钢材的原始力学性能，这个问题值得在钢梁制造中关注。 1 工程概况 南京大胜关长江大桥设计 为京沪高速铁路控制性工程之一客运专线。；总体里程从DK992720.140到DK1001993.377，全长9.27km，共分为北岸引桥、主桥和南岸引桥三个区段。南京大胜关长江大桥主桥采用2联284m连续钢桁梁和6跨（108+192+2336+192+108）米连续钢桁拱桥。主桥是京沪高速铁路、沪蓉铁路的共用过江通道，下游设双线京沪高速铁路、上游设双线沪蓉铁路，两侧各设一条南京城市轻轨铁道。 钢桁梁由三片主桁架组成，每两片主桁间的中心距均为15.0m，上游侧两线中心距4.6m；下游侧两线中心距5.0m。在两边桁的外侧，各外挑5.8m的悬臂托架，支撑南京城市轻轨铁道；结构总宽41.60m。全桥用钢材8万多吨。 图1是大桥建成后的效果图。 图1 南京大胜关长江大桥效果图 由于经过TMCP处理的钢材具备诸多良好力学性能，使得在建的京沪高速铁路上的南京大胜关长江大桥，首次采用经过TMCP处理的钢材用于制造设计计算内力大于40MN的钢梁弦杆部件和拼接板。 在全桥的 江中主桥墩6#、7#、8#、墩中的9个拱脚节点、9个拱脚竖杆、192米跨8个节间的边跨拱下弦和2个目前世界最大336米的主跨中，有32个节间的拱下弦杆和24个节间的拱上弦杆主体件都是采用经过TMCP处理状态的Q420qE钢种制造完成的。 虽然，对于Q420qE钢种，在 GB/T 714-2000 中对其有详细规定、说明；但是对于大胜关长江大桥所用 的Q420qE钢材、在供货的技术条件中更有一些特别的规定。例如： Ceq0.435、Pcm0.20、低温冲击要达到120J；这些数据都比国标GB/T714-2000中规定的要求高、 并对于厚度大于32mm的钢板要全面积进行UT探伤、在设计文件中还特别述说了化学成分硫的含量需限制在0.01以下等2。 目前，在大胜关长江大桥钢梁制造中用的Q420qE钢板都是按供货要求 经过TMCP处理的钢材和TMCP+回火状态处理后供货的钢板种类；该类钢材在轧制后的加速冷却过程中，由于控轧工艺的原因会使钢板的轧制面产生局部永久变形，该冷却变形导致钢板面的最大不平度达到和大于1的情况时有出现；又由于，在GB/T 709中，有条文明确规定允许厚度大于25mm 的钢板不平度达到10.5。因此，导致不平度达到1的钢板也应是一种合格的供货钢板；这一 现象在厚度大于30mm以上的50mm-60mm的钢板中尤为明显、导致钢板在进入厂房后不是不能进入预处理流水线 ；根据， 南京大胜关长江大桥的钢梁制造规则中明确规定：要求各种钢梁主杆件的表面平整度应控制在1左右2；对钻孔的螺栓联接面要求更高、这样一来，为保证生产出合格的钢梁，在进行下料前，必须对进场的不平整度的钢材采取火工矫正，使其平整度达到南京大胜关长江大桥的钢梁制造规则中规定的平整度要求；面对必不可少的火工矫正工序，温度究竟采用多少度最为适宜呢？ 2 两种判定 3 试验比较与综合分析 。 4 结论与建议： （1）南京大胜关长江大桥钢梁中所用的Q420qE（TMCP钢）在火工矫正过程中，其烤枪加热的中心点处钢板被加热的温度是超过750、达到9001000； 从试验数据上看，对正火的Q420钢种九江桥的15MnVNq 和美国A572Gr.50钢在加热温度到1000度以下时，没见晶粒有明显粗大现象 ； （3）对回火的Q420qe钢（TMCP钢），在多条点、线状的过临界线加热温度（加热的深度在10-16mm左右）如在实际晶粒度有变化情况下，对整块钢板的力学性能会有一定影响吗？影响到底有多少，建议对这个问题进行进一步的试验研究。 参考文献 1 韩孝永, 美国低合金高强钢A572Gr.50的研究, 2009 -2-2, 金属世界. 2 南京大胜关长江大桥钢梁制造规则, ，2008中铁大桥勘测设计院有限公司主编 3 编写小组，焊工手册, 机械工业出版社, 1988年. 4 弗. 得.萨多夫斯基, 钢的组织遗传性, 机械工业出版社, 1980年. 5 陈效达九江长江