本篇文章給大家談?wù)剒g20mn是什么材質(zhì)，以及zg20simn是什么材質(zhì)對應(yīng)的知識點(diǎn)，希望對各位有所幫助。

ZG20SIMN是什么材質(zhì),和那種材質(zhì)接近

ZG20SiMn是低合金鑄鋼:

ZG20SiMn鑄鋼具有良好的鑄造性能及焊接性能。一般用作鑄造大截面厚壁重型鑄件，如水壓機(jī)大立柱、工作缸、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、葉片、電站主軸、法蘭、坐環(huán)等，凡是高韌易焊鑄鋼件均可適用。試樣經(jīng)正回火處理后的拉力斷口常呈現(xiàn)塑性韌性較低的石狀斷口，只要嚴(yán)格控制爐料質(zhì)量，爐后改用鈦鐵脫氧即可解決。ZG20SiMn鑄態(tài)組織為珠光體和鐵素體，正火后容易出現(xiàn)魏氏組織，當(dāng)鑄件粘砂嚴(yán)重時，為了便于清砂，可予先進(jìn)行一次高溫(1100℃)擴(kuò)散退火。

化學(xué)成份:

C ( 碳 )0 . 12 ～ 0 . 22;

Si ( 硅 )0 . 60 ～ 0 . 80 ;

Mn ( 錳 )1 . 00 ～ 1 . 30;

P ( 磷 )， S ( 硫 )≤ 0 . 035;

Ni ( 鎳 )≤ 0 . 40.

ZG20Mn5的化學(xué)成分和機(jī)械性能是多少？

這是德國鋼號20Mn5品種，列入DIN17462標(biāo)準(zhǔn)中，歐洲國家普遍采用，但在我國較陌生。20Mn5與20SiMn相比其Si含量較低，強(qiáng)度相差不大，甚至20Mn5強(qiáng)度更低，但塑性更高。由于20Mn5中含Si量較低，鋼水質(zhì)量好，探傷合格率高。

相當(dāng)于我國的20Mn2:

C

0.17-0.24%

Si

0.17-0.37%

Mn

1.40-1.80%

(此項有待專家考察)。

其機(jī)械強(qiáng)度可用來鑄造顎式破碎機(jī)箱體（大型礦山用來破碎石料的設(shè)備），并能滿足全探傷要求。

g20mn5相當(dāng)于國標(biāo)什么材質(zhì)

一種低碳低合金禱鋼材質(zhì)。其成分范圍大致對應(yīng)國標(biāo)的ZG20Mn與ZG20SiMn(S、P含量要求更低)。20Mn5是個德國成熟鋼種，列入DIN17462標(biāo)準(zhǔn)中，歐洲國家普遍采用，但在我國較陌生.相當(dāng)于我國的20Mn2。

zg20mn 化學(xué)成分和機(jī)械性能是什么？ 這種材料屬于合金鋼嗎？與那種合金鋼最接近？ 謝謝

你好，成分和性能請見附圖。這種鋼屬于低合金鋼，相近的鋼種可以參考20MnSi，25Mn，20Mn2

參考資料：GB/T6402

焊接ZG20MN材質(zhì)用什么方法合適？

本文介紹寶鋼一號高爐風(fēng)口一段焊接的難點(diǎn)與要點(diǎn)，通過拘束應(yīng)力試驗、風(fēng)口大套模擬試驗等焊接試驗探索風(fēng)口一段爐殼與風(fēng)口大套科學(xué)的焊接技術(shù)和合理的焊接工藝，為寶鋼一號高爐風(fēng)口一段成功制作做出貢獻(xiàn)。

〔關(guān)鍵詞〕風(fēng)口一段；風(fēng)口大套；ZG20Mn；焊接試驗；焊接變形

1 引言

伴隨著中國生鐵產(chǎn)量的高速增長,中國高爐煉鐵技術(shù)水平也取得了長足的發(fā)展，逐漸向大型化、高效化、自動化方向發(fā)展。高爐大型化的目的是要在改善高爐生產(chǎn)效率的前提下來提高單爐生產(chǎn)能力和勞動生產(chǎn)率以及降低單位生鐵的投資和成本；高爐大型

化具有生產(chǎn)效率高、降低消耗、節(jié)約人力資源、提高鐵水質(zhì)量、減少環(huán)境污染等突出優(yōu)點(diǎn)，高爐的大型化已成為當(dāng)今世界煉鐵生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。寶鋼分公司在這種環(huán)境下，決定于2008年9月對寶鋼一號高爐停爐擴(kuò)容大修,一號高爐擴(kuò)容后內(nèi)容積為4966m，殼體最大內(nèi)徑17600mm，共分為21段，板厚50~100mm，爐殼總高度為44.96m,總重量約1381t。

2 風(fēng)口一段簡介

風(fēng)口一段位于高爐爐殼第6段，材質(zhì)為BB503，板厚為100mm，風(fēng)口一段均勻分布風(fēng)口裝置40個，分為8塊,其中風(fēng)口大套直接與爐殼焊接38個，通過法蘭與爐殼焊接2個（分布角度為0，270），風(fēng)口裝置材質(zhì)為ZG-20Mn。風(fēng)口一段主要制孔有風(fēng)口孔40個，制孔直徑為990mm和1245mm。

風(fēng)口一段主體材質(zhì)為BB503。BB503為微合金化Nb-Ti系鋼，其化學(xué)成分和力學(xué)性能見表1、表2； 風(fēng)口裝置主體材質(zhì)為鑄鋼件ZG20Mn，其化學(xué)成分和力學(xué)性能見表3、表4。

為了確保具有良好的焊接性能，鑄鋼件的焊接碳當(dāng)量按國際焊接協(xié)會（IIW）推薦公式：C =C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15（%）確定應(yīng)控制在C ≤0.42%。

3 風(fēng)口一段焊接難點(diǎn)與要點(diǎn)

風(fēng)口一段焊接難點(diǎn)和要點(diǎn)在于爐殼與風(fēng)口大套的焊接質(zhì)量和焊接變形的控制。

現(xiàn)代爐殼使用壽命長，安裝精度高。風(fēng)口大套的安裝尺寸要求：任意相鄰風(fēng)口大套中心線夾角在+4′以內(nèi)；相鄰風(fēng)口大套中心線高度差≤3mm；其它風(fēng)口大套中心線高度差≤5mm；風(fēng)口大套任意兩外母線之差≤2mm；相對風(fēng)口大套中心連線與爐中心偏差

≤10mm；風(fēng)口大套水平度≤2mm；風(fēng)口一段上口平面度≤4mm。風(fēng)口大套為鑄造件，其內(nèi)部存在組織疏松缺陷，致使疏松部位力學(xué)性能下降，如果疏松部位靠近焊縫，此部位就是薄弱環(huán)節(jié)，容易產(chǎn)生缺陷。風(fēng)口大套材質(zhì)為ZG20Mn，ZG20Mn化學(xué)成分、金相組織與BB503鋼材存在差異，致使線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率、磁導(dǎo)率也不同，造成焊接殘余應(yīng)力大，焊接接頭性能下降。風(fēng)口一段板厚為100mm，屬于厚板焊接，焊接量大，焊縫填充金屬量大，焊接變形不易控制。

為了保證風(fēng)口一段的制作要求，從母材材質(zhì)、風(fēng)口大套的鑄造精度和質(zhì)量、焊接材料、焊接工藝、預(yù)熱緩冷、焊后熱處理等多個方面確保風(fēng)口一段的焊接質(zhì)量和控制焊接變形。

為了做好爐殼風(fēng)口段制作和焊接,我公司做了大量的準(zhǔn)備工作。對爐殼所用BB503鋼板都要求正火狀態(tài)下交貨，逐張進(jìn)行100%UT檢驗。風(fēng)口大套ZG20Mn鑄鋼件的質(zhì)量是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此風(fēng)口大套的鑄造質(zhì)量是前期質(zhì)量控制的重點(diǎn)，在考察鑄造廠的軟硬件條件下，派我公司經(jīng)驗豐富的質(zhì)檢人員和無損檢測專家駐廠監(jiān)造，對風(fēng)口大套鑄造質(zhì)量和尺寸精度進(jìn)行全面監(jiān)控，保證ZG20Mn風(fēng)口大套的鑄造質(zhì)量。

4 風(fēng)口一段焊前準(zhǔn)備

為了保證寶鋼一號高爐風(fēng)口一段的成功制作，確保爐殼與風(fēng)口大套的成功焊接，通過科學(xué)的裝配，合理的加固措施，進(jìn)行充分的焊接試驗和焊接模擬確定合適的焊接方法和焊接工藝參數(shù)，測量焊接變形數(shù)據(jù)。風(fēng)口一段焊前準(zhǔn)備工作主要流程為：焊接工

藝評定→拘束應(yīng)力試驗→焊工培訓(xùn)→風(fēng)口大套模擬試驗。

4.1 焊接工藝評定

在要求鑄造質(zhì)量的同時，為確保爐殼風(fēng)口大套的焊接質(zhì)量，做好ZG-20Mn與BB503的焊接工藝評定，同時考察不同的焊接方法對焊接質(zhì)量和焊接變形的影響，文獻(xiàn)[2]指出BB503鋼對中、小線能量輸入的手工電弧焊（SMAW）、CO 氣體保護(hù)焊（GMAW）和埋弧焊適應(yīng)性良好。鑒于風(fēng)口大套的實際焊接情況，無法采用埋弧焊焊接，因此只對手工電弧焊和CO氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接工藝評定，焊接材料分別為J507焊條和ER50-6焊絲。研究表明，焊后熱處理能有效改善BB503焊接接頭的沖擊韌性，接頭焊接應(yīng)力降低，顯微組織細(xì)化，晶界面積增加，使晶界上的雜質(zhì)濃度減少，提高了焊

接接頭抗脆斷和耐應(yīng)力腐蝕的能力，避免沿晶界脆性斷裂，使得BB503焊接接頭具有良好的綜合力學(xué)性能。因此,工藝評定試件焊接完畢后應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理。

BB503鋼板焊接試板厚為70mm，ZG20Mn板厚為60mm，坡口一致，具體的坡口型式見圖1，焊接工藝參數(shù)見表5。

焊接完畢后，按JB/T6046-92《碳鋼、低合金鋼焊接構(gòu)件焊后熱處理方法》進(jìn)行焊后熱處理，熱處理完畢后進(jìn)行100%UT檢測，焊縫全達(dá)到Ⅰ級焊縫要求。按JB/T4708-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》的規(guī)定，對焊接試件進(jìn)行拉伸、彎曲、沖擊試驗,數(shù)值均超過了母材的下限值，如此表明焊接工藝評定所采用的焊接工藝規(guī)范是正確的。

4.2 拘束應(yīng)力試驗

風(fēng)口一段板厚達(dá)到100mm，坡口為全熔透，焊接量大，焊接容易產(chǎn)生較大焊接殘余應(yīng)力和焊接變形，焊接過程中處理不當(dāng)還可能產(chǎn)生裂紋。因此有必要考察焊縫在拘束狀態(tài)下的實際情況。在工藝評定合格后，完全模擬風(fēng)口大套與風(fēng)口一段的焊接型式分別對手工電弧焊（S1）和氣體保護(hù)焊（S2）進(jìn)行拘束應(yīng)力試驗，觀察在剛性固定即拘束狀態(tài)下焊縫的質(zhì)量和變形的具體數(shù)據(jù)。

4.2.1 拘束應(yīng)力試驗的原理及裝配型式

拘束應(yīng)力試驗的原理就是考察焊縫在完全拘束的情況下，焊縫在完全剛性固定、焊接應(yīng)力無法釋放，使焊接應(yīng)力完全拘束在焊縫中，由焊接應(yīng)力引起的焊接變形的情況。拘束應(yīng)力試驗的裝配及坡口型式如圖2所示，其原理就是利用左右兩塊拘束板固定試

板ZG20Mn和試板BB503之間的試驗焊縫，考察試驗焊縫焊接完畢后，焊接變形的情況。

4.2.2 拘束應(yīng)力試驗焊接順序

件按圖2所示裝配好，先焊接試板BB503與拘束板1、拘束板2之間的拘束焊縫，再焊拘束板1、拘束板2與試板ZG20Mn之間的拘束焊縫，最后焊接試板BB503與試板ZG20Mn之間的試驗焊縫，焊接完畢后測量ZG20Mn板內(nèi)縮量。

4.2.3 拘束應(yīng)力試驗數(shù)據(jù)測量及分析

拘束應(yīng)力試驗變形測量部位見圖3。其中CO 氣保焊試件S2在對試驗焊縫進(jìn)行100%UT檢測時發(fā)現(xiàn)靠近拘束板長度約200mm范圍內(nèi)存在斷續(xù)缺陷,在進(jìn)行碳刨返修后，發(fā)現(xiàn)變形量更大,圖4為返修后試件的照片。返修后的試件記為S2-R1，測量所得數(shù)據(jù)見表6。

從表6所得數(shù)據(jù)可知，在控制焊接變形量方面，CO氣體保護(hù)焊要優(yōu)于手工電弧焊，且CO氣體保護(hù)焊焊接效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于手工電弧焊，在保證焊縫質(zhì)量的同時，優(yōu)先采用CO氣體保護(hù)焊焊接風(fēng)口大套。試件S2進(jìn)行返修時，焊接變形量是返修前的5倍左右，因此,在后續(xù)的風(fēng)口大套焊接時應(yīng)保證非常高的焊縫合格率，若出現(xiàn)大面積的返修，焊接變形將成為一個難以避開的難題。

為了控制風(fēng)口大套的焊接變形，在充分考證的前提下，采取圖6所示的加固方式，對一整塊風(fēng)口一段上的風(fēng)口大套進(jìn)行連位固定，焊接時采取2人一大套，共10人同時同步、對稱焊接,使焊接應(yīng)力分化、抵消，在最大程度上減小焊接應(yīng)力。

4.3 焊工培訓(xùn)

通過綜合考察，在風(fēng)口大套焊接中基本確定以CO氣體保護(hù)焊為主，手工電弧焊為輔的原則。

為了保證風(fēng)口大套的焊縫合格率,結(jié)合風(fēng)口大套的具體焊接位置，對我公司焊工進(jìn)行風(fēng)口大套焊接的專項培訓(xùn)，并挑選焊接技能過硬的焊工。焊接試板采用風(fēng)口一段風(fēng)口大套開孔所留BB503圓板，圓板邊緣完全按照風(fēng)口一段與風(fēng)口大套坡口型式開坡口，用

厚度大于30mm的鋼板卷成圓弧與圓板連接，模擬風(fēng)口一段的焊接情況。

4.4 風(fēng)口大套模擬試驗

經(jīng)過多項焊接試驗后，為了掌握風(fēng)口一段的焊接最真實的數(shù)據(jù)，決定用兩個成品風(fēng)口大套完全模擬風(fēng)口帶的實際焊接情況，實際檢驗焊接工藝參數(shù)是否合適，測量控制焊接變形的措施是否達(dá)到理想效果。

4.4.1 風(fēng)口大套與爐殼焊接的坡口型式及焊縫檢驗標(biāo)準(zhǔn)

風(fēng)口大套與風(fēng)口一段焊接要求全熔透焊接，焊縫坡口型式見圖5。風(fēng)口大套與爐殼焊縫要求按JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行100%UT檢測，Ⅱ級合格

4.4.2 風(fēng)口大套與風(fēng)口一段爐殼裝配

風(fēng)口大套裝配用特制的吊具，裝配時與風(fēng)口大套制孔四心線對準(zhǔn)，通過全站儀測定大套中心的安裝高度和角度，利用上下調(diào)節(jié)板調(diào)整組裝深度,水平調(diào)節(jié)板調(diào)節(jié)大套組裝高度，調(diào)整合格后，調(diào)整板間焊接固定，大套與風(fēng)口一段點(diǎn)焊固定，調(diào)整及加固方法

見圖6。

4.4.3 焊接

為了控制焊接變形，此次模擬試驗采取4名焊工同時焊接，采用分步對稱焊接。加熱片放置在風(fēng)口大套內(nèi)側(cè)焊縫位置伴隨預(yù)熱，控制焊縫側(cè)和非焊縫側(cè)的溫度梯度，使焊縫收縮與母材基本一致，控制焊接變形。焊縫正面坡口焊接完畢后，反面氣刨清根，刨槽深且窄，CO氣體保護(hù)焊焊槍不易走絲，因此采用手工電弧焊打底2~3層,其后用CO氣體保護(hù)焊焊接完畢。

焊接注意事項：

a、焊前，坡口及附近50mm內(nèi)油、銹等污物應(yīng)打磨清除干凈。焊接材料應(yīng)按規(guī)定烘干和除銹、除油。

b、風(fēng)口一段爐殼與風(fēng)口大套焊接,焊前應(yīng)預(yù)熱，預(yù)熱溫度為130~150℃,預(yù)熱范圍為焊縫周圍300mm內(nèi)；焊接時，要伴隨預(yù)熱，加熱片加植在焊縫背面（風(fēng)口大套內(nèi)壁），控制焊縫側(cè)和非焊縫側(cè)的溫度梯度基本一致。

c、正面焊縫焊接完畢后，反面氣刨清根，反面清根時應(yīng)露出打底焊金屬，并打磨清除滲碳層，刨槽在不利于CO氣體保護(hù)焊焊嘴走絲的情況下，采用手工電弧焊J507焊條打底2~3層。

d、正反面打底層采取小電流，窄道慢速焊，每層焊接完畢后應(yīng)用小錘輕擊焊縫，釋放焊接應(yīng)力。

e、焊接時整體上應(yīng)對稱施焊，由4名或6名焊工同時焊接，焊接采取分段對稱焊。

4.4.4 數(shù)據(jù)測量及分析

對模擬試驗的試件在組裝焊接前、組裝焊接后、加固拆除后和熱處理后4個狀態(tài)下各點(diǎn)測量變形數(shù)據(jù)，測量位置圖和測量數(shù)據(jù)見圖7和表7。

從焊接完畢和與組裝前的數(shù)據(jù)對比來看，焊接變形很小，只有風(fēng)口帶內(nèi)弦長L11、L12因焊接收縮3mm，其他數(shù)據(jù)變形量均控制

在1mm以內(nèi)，這證明風(fēng)口大套的組裝加固是非常成功的。在加固裝置拆除以后，焊接應(yīng)力部分釋放，風(fēng)口大套內(nèi)端中心弦長L1、L2、L3和大套內(nèi)端中心對角線長L4分別伸展1mm。在進(jìn)行熱處理后測得數(shù)據(jù)與加固拆除后完全一致，保證風(fēng)口帶焊接變形在制作尺寸要求之內(nèi)，驗證了風(fēng)口大套的加固和預(yù)熱焊后熱處理等措施能有效地控制焊接變形，風(fēng)口大套的工裝、焊接工藝、預(yù)熱方法是完全成功的，為爐殼風(fēng)口帶的成功制作提供了有用的實際經(jīng)驗和試驗數(shù)據(jù)。

5 風(fēng)口大套與風(fēng)口一段焊接

寶鋼一號高爐風(fēng)口一段中風(fēng)口大套直接與爐殼焊接38個，通過法蘭與爐殼焊接2個，共分為8塊，每塊上有5個風(fēng)口大套（法蘭），采用的加固方法是經(jīng)過風(fēng)口大套模擬試驗檢驗的圖6所示加固方式。焊接時主體采用的是CO氣體保護(hù)焊，焊絲選用ER50-6，采用風(fēng)口大套模擬試驗所得的焊接工藝；預(yù)熱采用電加熱片伴隨預(yù)熱；焊接采用2人一大套，10人同時、同步對稱焊接，分化抵消焊接應(yīng)力；無損檢測合格后，整體熱處理。

經(jīng)過32天的焊接，風(fēng)口一段焊接工作完滿結(jié)束，焊縫表面成形美觀，焊縫經(jīng)100%UT檢測，一次合格率達(dá)到了99.6%，焊接變形控制良好，基本上無需矯正，完全符合風(fēng)口一段的制作精度要求。風(fēng)口一段焊后成形見圖8。

6 結(jié)束語

通過對寶鋼一號高爐風(fēng)口一段爐殼板BB503和風(fēng)口大套ZG20Mn進(jìn)行焊接工藝評定、拘束應(yīng)力試驗和風(fēng)口大套模擬試驗，風(fēng)口一段爐焊接取得了良好的效果，驗證了風(fēng)口大套的加固措施、焊接工藝、預(yù)熱熱處理等措施能保證風(fēng)口一段的制作要求。其不僅焊接質(zhì)量高，而且焊接變形控制良好，保證了風(fēng)口一段后續(xù)精加工尺寸要求，為寶鋼一號高爐風(fēng)口一段的成功制作提供了堅實的技術(shù)支持和保障。

ZG20Mn能與那些金屬材料焊接，對應(yīng)化學(xué)成分及力學(xué)性能如何？

與ZG200——400H C 0.20 Si 0.50 0.80 S 0.04 P 0.04

抗拉強(qiáng)度 400 MPa 屈服強(qiáng)度MPa 200 伸張率 25% 收縮率40% 沖擊 30J

ZG230——450H C 0.20 Si 0.50 1.20 S 0.04 P 0.04

抗拉強(qiáng)度 450 MPa 屈服強(qiáng)度MPa 230 伸張率 22% 收縮率35% 沖擊 25J

ZG275——485H C 0.25 Si 0.50 1.20 S 0.04 P 0.04

抗拉強(qiáng)度 485 MPa 屈服強(qiáng)度MPa 275 伸張率 20% 收縮率35% 沖擊 22J

以上化學(xué)成分都是 不大于 %

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