SM490鋼屬于熱軋碳素低合金結構鋼，具有良好的力學性能、焊接性能、內在質量和深加工性能等，是近年來廣泛使用的結構鋼之一, 在工程建筑、機械制造等領域應用廣泛。某鋼廠生產的SM490鋼板厚度為16mm，寬度為1500mm，與用戶簽訂協議時，結合標準，要求其屈服強度大于330MPa，抗拉強度為500~620MPa，斷后伸長率大于17%。在對鋼板進行力學性能測試過程中，發現其斷后伸長率全部不合格，試樣1，5的抗拉強度不合格（見表1）。筆者對力學性能不合格的試樣進行一系列理化檢驗，并提出了改進措施，以避免該類問題再次發生。

1 理化檢驗

1.1 宏觀觀察

     對拉伸斷裂后的試樣進行宏觀觀察，結果如圖1所示。由圖1可知：試樣均斷裂于平行段端部靠近試樣雙肩的位置，斷裂位置異常。

     拉伸試樣平行段的宏觀形貌如圖2所示。由圖2可知：試樣中存在明顯的溝槽、臺階等加工缺陷。拉伸試驗時加工缺陷處產生應力集中。

1.2 金相檢驗

     拉伸斷裂后試樣的顯微組織形貌如圖3所示。由圖3可知：試樣主要組織為鐵素體+ 珠光體，但鐵素體呈方向不規則、寬度及長度不相等的針狀，可見明顯的魏氏組織和網狀鐵素體。魏氏組織和網狀鐵素體會使金屬材料的塑性變差。

1.3 工藝調查

    為了進一步查找原因，對該批次產品的工藝進行調查，其中軋制溫度控制情況如表2所示。

2 綜合分析

     由力學性能測試結果可知，試樣的屈服強度和抗拉強度均較大，斷后伸長率均較小，說明軋鋼過程中溫度控制不合理，使材料產生魏氏組織和網狀鐵素體等異常組織，導致金屬材料的塑性變差。拉伸試樣中存在明顯的溝槽、臺階等加工缺陷，試樣在進行拉伸試驗時，缺陷部位產生應力集中，最終導致試樣的力學性能不合格。

3 改進措施

      調整終軋溫度和卷取溫度可以改善材料的組織，從而提升其力學性能。將精軋終軋溫度調整為855~910℃，生產實際控制溫度為880℃。將卷取溫度調整為575~615℃，生產實際控制溫度為605℃。調整后，可以減小粗軋到精軋的溫度梯度，使鋼坯在奧氏體和鐵素體兩相區的軋制溫度范圍變小，同時避免了形變誘發先共析鐵素體過量產生，從而改善產品的內部組織。精軋到卷取的溫度范圍變小，能夠促進形變誘發再結晶，促進晶粒長大，避免產生過量魏氏組織，使產品的內部組織得到改善。

     針對試樣平行段存在加工缺陷的問題，可以采用及時更換或修磨刀具、強化機床點檢與維護、加強加工過程控制等方法進行改進。設備點檢時，注意檢查刀具的磨損情況，應立即更換磨損的刀具。銑削前，必須確保試樣夾持緊固，并根據不同鋼種，選擇合理的試驗速率和進給量。為了確保平行段質量，要調整分配合適的進刀量。采用遞減法的刀具進給量方式，首次粗加工進刀量控制為不大于3.0mm，中間進給量可以根據鋼種及夾持鋼板總量厚度等適當調整，保證表面質量的最終精加工銑削量不大于0.5mm，以保證精度，并減少加工內應力。該方法還提高了加工穩定性，有利于尺寸精度控制。在加工過程中，還應該保證試樣軸線與力的作用線重合，即必須保證試樣兩端肩部和平行長度部分中心線的重合度小于2.5mm，否則在拉伸試驗過程中會產生偏心力，降低材料的強度及斷后伸長率。在最后一道精銑加工過程中，必須注意一次性加工完成，避免中間停刀，以確保平行段沒有溝槽、臺階等加工缺陷。

     采用改進后的工藝生產SM490鋼，對改進后的SM490鋼進行力學性能測試，結果如表3所示。由表3可知：改進后SM490 鋼的力學性能均合格，與改進前的SM490鋼相比，改進后SM490鋼的強度變小，且力學性能較穩定。

    改進后SM490鋼的顯微組織形貌如圖4所示，試樣組織為正常的熱軋鐵素體+均勻分布的珠光體。

    改進后拉伸試樣的宏觀形貌如圖5所示。由圖5可知：試樣平行段無溝槽、臺階等加工缺陷，且表面粗糙度較小，拉伸斷裂位置也都靠近平行段中部區域。

4 結論和建議

     SM490鋼力學性能不合格的原因為：軋鋼工序的溫度控制不合理，使材料產生魏氏組織和網狀鐵素體，導致金屬材料的塑性變差；拉伸試樣中存在明顯的溝槽、臺階等加工缺陷，在進行拉伸試驗時，缺陷部位產生應力集中，導致試樣的力學性能不合格。建議對精軋和卷取溫度控制進行改進，并對試樣加工質量進行改善，改進后SM490鋼產品的力學性能得到提升。