在卷绕钢带的辊式矫直过程中,钢带被塑性弯曲,使其宽度上的纤维长度对称地围绕其中心平面,曲率逐渐减小,这样,在没有重力作用的情况下,钢板是平的。如果辊式矫直中的塑性变形足够高,则可以消除上游工艺导致的纤维长度差异的影响。如果在辊式矫直过程中,平行工作辊使卷绕钢带的整个厚度的一半以上发生塑性变形,则中心区域固有形状的残留影响将被塑性变形层所抵消。可以使用一个简单的方程来计算实现或超过塑性变形钢带的最小期望分数厚度所需的必要初始工作辊穿透。然后通过反复试验设定矫直机出口处的工作辊间隙,以实现输出平整度,但将略小于钢板厚度。
多年来,对于热轧钢,造船厂一直依靠火焰矫直来消除制造过程中引入的焊接变形。这些钢对火焰矫直温度的要求相对较高,因此造船厂可自行决定是否采用该工艺。另一方面,淬火回火钢通过受控热处理来发展其机械性能*,因此这些性能可能因制造过程中暴露于高温而受损。出于这个原因,目前禁止对淬火回火钢进行火焰矫直。火焰矫直去除变形的替代方法是使用机械力和面板拆卸,然后重新焊接。在极少数情况下,允许使用额外的焊道板焊缝。
进行了一项实验研究,以确定机械矫直和火焰矫直对造船用钢材性能的影响。该计划期间研究的钢材包括普通碳钢 (ABS-B)、两种低合金高强度钢 (A441 和 A537) 和一种调质钢 (A517,A 级)。通过 (1) 室温、1000 F、1300 F 下的机械矫直和 (2) 1100-1200 F 和 1300-1400 F 温度范围内的火焰矫直,消除了未焊接和焊接试验板中的变形。通过机械弯曲在未焊接板中提供可控的变形量;通过夹具控制约束控制提供焊接板中的变形。进行了落锤撕裂试验,以评估矫直参数对相应钢材缺口韧性行为的影响。
目前用于传统船舶钢的火焰矫直方法是否适用于高强度船舶钢值得怀疑。本报告讨论了研究该主题时需要评估的一些潜在问题领域。根据对相关文献的调查,结果表明,只有有限的数据可用于该主题。数据分析涵盖了变形的性质、火焰矫直技术以及单一和组合热循环和塑性应变循环对材料性能的影响。提出了一个实验程序,旨在生成与火焰矫直直接相关的传统钢和几种高强度钢的背景数据。随后将评估这些数据,以确定火焰矫直程序是否适用于各种船舶钢。