SG集团Q420EZ35高层建筑用钢热轧钢板的研发

摘要

近年来，伴随着国际大都市的快速涌现以及高层建筑的快速发展，建筑行业对高层/超高层建筑用钢的强韧化要求日益提高，不仅要求钢材具有优良的成形性能，即:具备较高的强韧性和良好的焊接性，还要求钢板具备优异的抗层状撕裂性能（厚度方向性能）。
　　然而，目前SG集团尚缺乏研发及制备高建钢的能力，妨碍了企业发展新的市场份额及特殊钢种生产工艺水平的提高。
　　为了弥补SG集团在当前生产装备上制备高建钢板的空白，本文在SG集团产品研发项目的引领和资助下，针对高建钢钢种研发出具有自主知识产权的、与SG集团热轧设备能力相适应的钢种成分及热轧生产工艺，制备出了厚度规格50～80mm的高建钢板。
　　本文主要创新工作及研究内容如下:
　　(1)在实验室预研中，分析了C、N和S等合金元素含量对高建钢各项性能的影响，以期能够更好的均衡各元素的利弊，同时分析了热模拟工艺参数对高建钢显微组织的影响规律，为高建钢的原型制备及工业化生产奠定了理论基础。
　　(2)利用实验室研究数据，通过热轧工艺试生产，制备出了Q420EZ35高建钢的试轧板，对试轧板全面进行了抗层状撕裂性能、力学性能、焊接性能等性能测试及分析。通过轧制及其全而性能分析，探明高建钢热轧制备工艺——显微组织——各项性能的关系，为研发达到目标性能的高建钢得出工艺依据。
　　(3)以热轧工艺参数作为输入，抗层状撕裂性能性能作为输出，探索建立基于偏最小二乘回归(PLS)的高建钢抗层状撕裂性能预测模型。根据企业用户对目标性能的要求，对目标性能的预测结果，由其逆映射可得相应的最优热轧工艺。
　　最后，采用本研究所研发的高建钢的成分及对应的热轧工艺在SG集团热轧生产线上实施了工业化生产，测试其各项目标性能均达到研发项目所定技术要求，抗层状撕裂性能合格率100％。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景和意义

1．2 高建钢的国内外市场需求分析

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 高建钢的国内外市场需求分析

1．4 本文的主要研究内容

1．5 本章小结

第二章 实验材料及方法

2．1 试验钢化学成分

2．2 试验方案

2．2．1 热模拟试验方案

2．2．2 实验室轧制试验方案

2．3 组织观察和性能检验

2．4 力学性能测试

2．5 Z向拉伸实验

第三章 Q420EZ35高建钢的实验室研究

3．1 Q420EZ35高建钢的成分设计思路

3．2 Q420EZ35高建钢加热、轧制及冷却工艺的设计思路

3．3 热模拟工艺参数对试验钢显微组织的影响研究

3．3．1 变形温度对试验钢显微组织的影响

3．3．2 冷却速度对试验钢显微组织的影响

3．3．3 卷曲温度对试验钢显微组织的影响

3．4 本章小结

第四章 Q420EZ35高建钢工业试生产

4．1 Q420EZ35高建钢的试生产目标

4．2 试轧板的显微组织分析

4．3 试生产热轧板力学性能测试结果及分析

4．3．1 拉伸试验及其分析

4．3．2 冲击试验结果及其分析

4．4 试生产热轧板的热模拟焊接分析

4．5 本章小结

第五章 基于偏最小二乘回归的高建钢的性能预测

5．1 建立预测模型的方法研究

5．1．1 PLS建模原理

5．1．2 PLS预测步骤及优点

5．2 高建钢性能预测

5．2．1 性能预测模型输入、输出空间选取

5．2．2 主成分解释能力分析

5．2．3 相关性分析

5．2．4 基于PLS建立高建钢性能预测模性

5．2．5 模型精度检验与控制

5．3 实施例子

5．3．1 实施例一

5．3．2 实施例二

5．3．3 实施例三

5．4 本章小结

第六章 Q420EZ35高建钢钢工业生产、质量异议及解决方案

6．1 Q420EZ35高建钢钢的工业生产

6．2 质量疑议及解决方案

6．2．1 高建钢连铸坯中心偏析产生极其控制

6．2．2 高建钢连铸坯裂纹产生及其控制

6．3 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 后续研究工作建议

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研工作及其科研成果