普碳板的轧制工艺设计及平面形状控制 - 图文(2)

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1 综述

钢板是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度分为薄钢板(厚度≤4毫米)和厚钢板(厚度>4毫米)。在实际工作中，常将厚度≤20毫米的钢板称为中板，厚度>20-60毫米的钢板称为厚板，厚度>60毫米的钢板称为特厚板，统称为中厚钢板。宽度比较小，长度很长的钢板，称为钢带，列为一个独立的品种。钢板有很大的覆盖和包容能力，可制造容器、储油罐、包装箱、火车车箱、汽车外壳、工业炉的壳体等;可按使用要求进行剪裁与组合，制成各种结构件和机械零件，还可制成焊接型钢，进一步扩大钢板的使用范围；可以进行弯曲和冲压成型，制成锅炉、容器、冲制汽车外壳、民用器皿、器具、还可用作焊接钢管、冷弯型钢的坯料。

中厚板广泛用来制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车静钢钢板、低合金钢钢板、桥梁用钢板、造般钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板。、拖拉机某些零件及焊接构件。

桥梁用钢板：用于大型铁路桥梁。要求承受动载荷、冲击、震动、耐蚀等。如：Q235q，Q345q等 。

造船钢板：用于制造海洋及内河船舶船体。要求强度高、塑性、韧性、冷弯性能、焊接性能、耐蚀性能都好。 如：A32，D32，A36，D36等

锅炉钢板（锅炉板）：用于制造各种锅炉及重要附件，由于锅炉钢板处于中温（350°C以下）高压状态下工作，除承受较高压力外，还受到冲击，疲劳载荷及水蒸气腐蚀，要求保证一定强度，还要有良好的焊接及冷弯性能。 如：Q245R，等。

压力容器用钢板：主要用于制造石油、化工气体分离和气体储运的压力容器或其它类似设备，一般工作压力在常压到320kg/cm2甚至到630kg/cm2，温度在-20-450°C范围内工作，要求容器钢板除具有一定强度和良好塑性和韧性外，还必须有较好冷弯和焊接性能。 Q245R 、Q345R，14Cr1MoR，15CrMoR等。

汽车大梁钢，用于制造汽车大梁（纵梁、横梁）的厚度为2.5-12.0mm的低合金热轧钢板。由汽车大梁形状复杂，除要求较高强度和冷弯性能外，要求冲压性能好。

本文主要对中厚板中的普碳板做重点描述。

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1.1 普碳板的特点

普通碳素结构钢板，是一种以铁、碳、锰、硫、磷为主要含量的钢板，其中碳在0.25％以下，锰在1.65％以下。普碳板是钢材中应用最广泛，产量最大的产品。它的用途，—是直接用于加工各类产品，另是用来加工其他钢材制品，如钢管、涂层钢板等。按轧制方式分为热轧和冷轧两大类。按用途所需要的质量条件分为一般用、拉伸用、深冲用及结构用等四类。 1.2 普碳板的分类

普通碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌号：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 。每个牌号由于质量不同分为A、B、C、D等级，Q195，Q215，Q235A，Q235B塑性较好，有一定的强度，通常轧制成钢筋、钢板用作桥梁建筑用料，也可作普通螺钉，铆钉；Q235C，Q235D可用作重要的焊接件；Q255、Q275强度较高，可轧制成型钢、钢板作构件用。本文选用了普碳板中的Q235B进行了轧制工艺设计及研究。

表1.1 钢的牌号和化学成分

钢号 Si Q195 A Q215 B A B Q235 C D A Q255 B Q275 0.28~0.38 0.50~0.80 0.35

化学成分 S 不大于 0.06~0.12 0.09~0.15 0.14~0.22 0.12~0.20 ≤0.18 0.35~0.80 ≤0.17 0.18~0.25 0.40~0.70 0.30 0.045 0.050 0.045 Z 0.035 0.050 0.045 Z 0.035 Tz 0.25~0.50 0.25~0.55 0.30~0.65 0.30~0.70 0.30 0.040 0.040 Z 0.30 0.30 0.045 0.050 0.045 0.045 F、b、z 0.045 0.050 0.050 0.045 F、b、z 0.045 F、b、z P 脱氧方式 C Mn 辽宁科技大学本科生毕业设计 第3页

表1.2 钢材的力学性能

拉伸试验 屈服点σs(N/mm2) 牌号 等级 ≤16 钢材厚度(直径mm) 16~ 40~ 40 60 60~ 100~ 100 150 ＞ 150 抗拉强度 ≤16 伸长率δs(%) 钢材厚度(直径mm) 16~ 40~ 60~ 100~ 40 60 175 315~390 33 31 32 30 29 28 27 26 100 150 ＞ 150 不小于 Q195 Q215 - A B A Q235 B C D Q255 Q275 A B - 255 275 245 265 235 255 225 245 215 235 205 410~510 225 490~610

表1.3 钢材的工艺性能

冷弯试验B=20*180° 牌号 方向 ≤60 0 Q195 纵横 0.5α 0.5α Q215 纵横 0 α Q235 Q255 Q275 纵横 1.5 2α 3α

195 215 185 205 195 185 165 335~410 235 225 215 205 195 185 375~460 26 25 24 23 22 21 24 30 23 19 22 18 21 17 20 16 19 15 钢材厚度（直径）(mm) ＞60~100 — 1.5α 2α 2α 2.5α 3α 4α 大于100~200 — 2α 2.5α 2.5α 3α 3.5α 4.5α 辽宁科技大学本科生毕业设计 第4页

1.3 Q235B的化学成分和力学性能

Q235B有一定的伸长率、强度，良好的韧性和铸造性，易于冲压和焊接，广泛用于一般机械零件的制造。主要用于建筑、桥梁工程上质量要求较高的焊接结构件。[1~6]

表1.4 Q235B的化学成分

化学成分(%) C ≤0.20 Si ≤0.35 Mn ≤1.40

表1.5 Q235B的力学性能

力学性能 钢种 屈服强度 MPa Q235B 235 Kg/mm2 24 抗拉强度 MPa 375-460 Kg/mm2 38-47 伸长率 不大于 26 0.12-0.20 C P ≤0.045 S ≤0.045

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2 Q235B轧制工艺流程的制定

由锭或坯制成符合技术要求的轧材的一系列加工工序的组合称为轧制生产工艺过程。组织轧制生产工艺过程首先是为了获得合乎质量要求或技术要求的产品，同时也要考虑努力提高产量及降低成本。因此，如何能优质、高产、低成本的生产出合乎技术要求的轧材，乃是制定轧制生产工艺过程的总任务和总依据。[7]

Q235B属于普通碳素钢，与优质碳素钢的主要区别在于对含碳量及性能范围要求，以及对硫磷等残余元素的限制较宽，一般在热轧状态下使用。Q235B的化学成分及力学性能见表1.4和表1.5。

图1.1 一般车间Q235B轧制工艺流程

根据以上资料综合整理，确定Q235B工艺流程如下：原料选择→加热→除鳞→粗轧→精轧→矫直→冷却→表面检查→切头切尾→精整。 2.1 原料的选择

中厚板轧机的坯料一般为连铸坯，如果连铸坯的压缩比或单重不能满足要求时，也可用锻坯或铸坯为原料。坯料尺寸主要取决于轧机辊身长度及成品要求，铸坯的厚度一般为150~400mm，宽度为1200~2600mm，长度1000~5000mm。连铸坯的厚度取决于产

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