残余微量元素对45钢热轧钢带力学性能的影响
来源：DC53模具钢材 时间：[2014-06-14] 点击次数
残余微量元素对45钢热轧钢带力学性能的影响
随着近现代冶金科学技术的发展和钢铁产品质量的提高，钢中残余微量元素越来越受到重视。合金设计研究工作的发展，也需要进一步掌握合金中残余微量元素对合金组织及性能影响的规律，积累更多的实际数据。本文选取45钢热轧钢带生产实际数据，对其化学成分、力学性能和轧钢工艺参数等数据进行了统计分析、相关分析和回归分析，结果显示残余微量元素对力学性能有显著影响。
化学元素分析使用直读光谱分析仪，报出元素有C、Si、Mn、P、S、Al、V、Nb、Ti、Cu、Ni、Cr、Mo、N、B、Ca和Sn。力学性能检验使用电子万能材料试验机。力学性能检验项目有屈服强度、抗拉强度和断后伸长率。热轧工艺参数有出炉温度、精轧入口温度、中间坯温度、终轧温度和卷取温度。实际温度是随时间变化的温度曲线，文中数据是每卷钢带的平均值。
钢中化学元素的集中趋势用算数平均数描述，离散趋势用标准差描述。标准差的量纲与其测量数据相同，这样不同计量单位的数据之间不具可比性。钢中各元素的含量差别很大，虽然单位相同也不能直接比较。为此，统计学上使用“相对”的标准差——离散系数。离散系数等于标准差除以平均数。钢中化学元素的离散系数越小，说明该元素含量的波动越小，反之亦然。
45钢是优质碳素结构钢，标准中对主要元素C、Si、Mn做出了上下限明确规定；P、S属于有害元素，对上限做出限制。其它元素为残余微量元素，目前已认识到Nb、Cu、Cr、Ni、Mo等对钢的性能有所影响，限制了其上限，而尚未明确对V、Ti、B、Ca、Sn的控制要求。
主要元素C、Si、Mn的离散系数较小，均小于0.1，而V、Ti、B、Ca、Sn等残余微量元素的离散系数较大，均大于0.1，相差一个数量级。
钢的力学性能由化学成分和组织决定。钢中化学成分的波动将导致力学性能的波动。
残余微量元素与力学性能的相关性
相关分析是研究变量之间统计关系的一种分析方法。相关分析有简单相关、偏相关和复相关等方法。简单相关分析是直接分析系统中两个变量之间的相关关系，没有控制（固定）其它变量。简单相关分析的优点是计算简单，结果直观，与人们的直觉认识比较吻合。偏相关分析是在控制（固定）其它变量的条件下，得到的两变量之间的相关关系，其更“真实”、更本质地反映了两变量之间的相关关系。本文计算讨论偏相关系数。
残余微量元素与其它元素之间的相关性
钢中化学元素之间存在相互作用，可以用相关分析方法来研究，并进行定量描述。相关分析方法可以计算出钢中元素之间的相关系数，相关系数为正说明两元素之间正相关，相关系数为负说明两元素之间负相关。相关系数绝对值的大小，说明两元素之间相互作用的强弱。绝对值大于临界值，说明两元素之间具有显著的相互作用。
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