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Z向鋼是什么鋼？——從面食解讀鋼材！

2019-07-25 09:34:58 作者：無型來源：知鋼分享至：

導(dǎo)讀：有些鋼材知識會因為太過于專業(yè)，顯得枯燥難理解，我們用一些生活中的常見事物去幫助理解，說不定會更生動一些，比如我們之前解讀過的《“蒸花卷”和“下面條”——舌尖上的退火工藝》，本期我們以面食制作來解讀一個比較枯燥的鋼材性能——Z向性。

在厚板貿(mào)易的中，經(jīng)常會遇到Z15\Z25\Z35這樣的性能要求，有的直接在牌號上就已經(jīng)標明，比如GB/T 19879-2005《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》里的Q345GJC-Z25：

帶有這種后綴的鋼一般稱為Z向鋼，又稱“抗層狀撕裂鋼？（lamellar?tearing?resistant?steel）”。Z向性能（厚度方向性能），這個性能好壞對鋼材使用有什么影響？所謂的斷面收縮率是什么意思？可能會有很多疑問出現(xiàn)在我們腦海中。

1、Z向性能好壞對鋼材使用有什么影響？

隨著高層建筑鋼結(jié)構(gòu)、海上采油在這類建（構(gòu)）筑物中因結(jié)構(gòu)承載力的需要，常常采用厚板焊接結(jié)構(gòu)，厚板結(jié)構(gòu)在制造焊接中，由于鋼材質(zhì)量和焊接構(gòu)造等原因，厚板容易出現(xiàn)層狀撕裂，這對沿厚度方向受拉的接頭來說是很不利的。所以提出了抗層狀撕裂鋼的概念。

為什么厚板易出現(xiàn)層狀撕裂呢？這是因為我們現(xiàn)有的鋼鐵制造技術(shù)中，煉鋼、連鑄機、軋機大小及技術(shù)都是有一定極限。

（從專業(yè)到通俗，實在太難，太費時間，如果鋼鐵技術(shù)基礎(chǔ)好的繞過以下橙色字段）

打個比方，我們要做餃子皮我們從面粉、和面、揉面、搟面都可以在家中輕易實現(xiàn)。

但是如果我們要做一個10厘米厚，1米直徑的餃子皮就很難家中實現(xiàn)。因為家里夠大的盆將面和均勻，雙手不能將面揉的夠勁道，搟面杖也搟不了那么厚，如果強行做一個，會發(fā)現(xiàn)有的地方還是一塊面粉，而細微之處也會有干面粉，這塊餃子皮就出現(xiàn)了分層、夾雜、氣泡等情況。而分層的餃子皮包出的餃子，最終是要露餡的。

我們的鋼板也是這樣的，只有足夠大的煉鋼爐去煉足夠多的、成分均勻的鋼水，同時也要有足夠大的連鑄機或鑄造設(shè)備去鑄造一個夠大夠厚的坯，然后還要一個夠大的軋機去壓縮厚度，否則容易有分層、夾雜、氣泡等缺陷嚴重。

當然，從專業(yè)上這么解釋是不嚴謹?shù)模@只是方便非專業(yè)人士理解，才做這樣的解答。

而Z向性能不好到底對鋼材有什么影響呢，為了方便理解，我們還是以面做比喻，不過這回是面餅。抗層狀撕裂不好的鋼就像千層餅，手輕輕一撕就可以撕下一層。

而我們鋼可不希望輕輕容易就撕下一層，我們希望他猶如新疆的囊一樣，夠硬，夠有嚼勁，不像千層餅一樣拿著都能掉渣，否則就是豆腐渣工程。

（為了解釋這一段，小編晚上9點還沒吃飯，卻還要說各種餅，看各種美味的圖片，餓！！！）

2、Z向性能具體要求

從知鋼的查詢看，Z25就是指厚度方向的性能，斷面收縮率的特殊要求。比如GB/T 19879-2015《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》里的要求：

斷面收縮率Z等于原始橫截面積S0減掉斷后最小橫截面積SU，再除以S0，乘與100得到的百分數(shù)。這個值越大，說明這塊鋼越好。

這里可能你不理解為何這個值為什么越大，鋼越好，還是以面食為例子。我們自己在家和面做個面條，因為缺少壓面工具和一定的技術(shù)，頂多拉個粗面。

而蘭州拉面店里因為有壓面的設(shè)備以及好的技術(shù)，面拉的很細。

當然，做蘭州拉面不是僅對拉的技術(shù)有要求，對面也有要求，對發(fā)面及添加劑也有要求。

而我們的Z向鋼也對鋼化學(xué)成分又要求，Z向鋼要求硫含量比非Z向鋼要求要嚴格，要求低硫含量，以減少鋼種的夾雜物等缺陷。具體要求見下表：

而且在實際生產(chǎn)中，對鋼水純凈度也要求很高（就像蘭州拉面需要高筋面粉），同時需要添加各種合金（Mn、AL、Nb、V、Ti等）以提高強度、細化晶粒、降低硫化物夾雜等，提高鋼材Z向性能（就像蘭州拉面實際需要添加一些可食用的添加劑）。

合金的添加量，標準中只給了各種元素的上限（詳見標準表1），至于各個鋼廠要添加幾種合金，各添加多少，就要看各個鋼廠的技術(shù)了，不過也不是無限制的往上限靠，它總含量還是受焊接裂文敏感系數(shù)Pcm和碳當量CEV的上限限制的（見下圖的表3）。這就像蘭州拉面一樣，添加劑不能無限制的放，放多了對人身體有害，而且也不一定能拉的細。