CN110079742A - 一种高塑性热轧核电用钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金技术领域,涉及一种高塑性热轧核电用钢板及其生产方法,所述钢板化学成分组成及质量百分含量为:C:0.12~0.14%,Si≤0.35%,Mn:1.30~1.40%,P≤0.010%,S≤0.005%,Nb:0.010~0.020%,其余为Fe及不可避免的杂质。所述生产方法包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直工序。本发明通过对钢板成分、轧制和ACC水冷工艺进行调整,改善了钢板的中心偏析,提高了钢板内部晶粒度,满足了高塑性钢板的需求。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种高塑性热轧核电用钢板及其生产方法。
背景技术
本钢板主要用于抗大飞机安全防护门冲撞门,要求钢板具有比较高的塑性。而常规轧制工艺得到的延伸率远远不能够满足要求,主要由于常规的轧制工艺不能够有效地减少中心偏析,钢板屈强大,从而导致塑性差。同时,为了保证钢板的强度满足要求,需要添加较多的的C、Mn元素,从而提高了钢板的碳当量,这也不利于获得较高的延伸率。
因此,开发既保证强度、又能满足延伸率要求的高塑性热轧核电用钢板,对于抵御外力破坏,防止放射性外泄,减少核电事故概率具有重要意义。
发明内容
本发明提供一种高塑性热轧核电用钢板及其生产方法,改善了钢板的中心偏析、提高了钢板内部晶粒度,满足了高塑性钢板的需求。
为解决以上技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种高塑性核电用热轧钢板,所述钢板化学成分组成及质量百分含量为:C:0.12~0.14%,Si≤0.35%,Mn:1.30~1.40%,P≤0.010%,S≤0.005%,Nb:0.010~0.020%,其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为10~40mm,宽度为3000~4020mm。
本发明所述钢板ReL≥345MPa,Rm:470~630MPa,A≥30%,晶粒度≥8级。
本发明所述生产方法包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直工序。
本发明方法所述加热工序,加热温度为1200~1250℃,总加热时间≥6h,其中保温时间≥4h。
本发明方法所述开坯轧制工序,开坯轧制温度为1000~1100℃,每道次压下量≥30mm,轧后坯料厚度为100~150mm。
本发明方法所述再次加热工序,加热温度为1200~1250℃,总加热时间≥2h,其中保温时间≥1h。
本发明方法所述Ⅱ阶段控制轧制工序,第Ⅰ阶段开轧温度为1020~1050℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为成品钢板厚度h+20mm;第Ⅱ阶段开轧温度为830~870℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为780~820℃。
本发明方法所述ACC工序,钢板入水温度≥770℃,出水温度≤660℃,返红温度≤680℃。
本发明方法所述矫直工序,上矫直辊调节范围为成品钢板厚度h+1~3mm,工作压力1960~2500N/m2,力矩400~600N.m。
本发明高塑性核电用热轧钢板产品标准参考GB/T 1591。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:1、本发明采用低碳低锰的化学成分设计,并添加少量微合金Nb元素,通过Nb元素的析出强化作用,保证了钢板强度,提高了基体的塑韧性,同时降低了生产成本。2、本发明生产的核电用热轧钢板通过两次加热轧制,促使偏聚的C、Mn、Nb元素充分扩散到基体内部,可以有效的改善中心偏析,避免了因中心偏析而导致钢板性能不合格以及超声波探伤不合格,降低了炼钢成本。3、本发明生产的核电用热轧钢板ReL≥345MPa,Rm:470~630MPa,A≥30%,晶粒度≥8级,超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求,满足高塑性钢板的使用要求,工艺稳定,成本低,可实现批量化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1钢板的金相组织图;
图2为本发明实施例2钢板的金相组织图;
图3为本发明实施例3钢板的金相组织图;
图4为本发明实施例4钢板的金相组织图;
图5为本发明实施例5钢板的金相组织图;
图6为本发明实施例6钢板的金相组织图;
图7为本发明实施例7钢板的金相组织图;
图8为本发明实施例8钢板的金相组织图;
图9为本发明实施例9钢板的金相组织图;
图10为本发明实施例10钢板的金相组织图;
图11为本发明实施例11钢板的金相组织图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
本实施例高塑性核电用热轧钢板的规格为10mm×3000mm×8000mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.13%,Si:0.20%,Mn:1.38%,P:0.009%,S:0.0021%,Nb:0.018%,其余为Fe及不可避免的杂质。
本实施例高塑性核电用热轧钢板所采用的连铸坯厚度为200mm,其轧制工艺包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直,具体工艺步骤如下所述:
(1)加热工序:加热温度为1230℃,总加热时间6h,其中保温时间4h;
(2)开坯轧制工序:开轧温度为1080℃,每道次压下量≥30mm,终轧温度为1040℃,轧后坯料厚度为100mm;
(3)再次加热工序:加热温度为1210℃,总加热时间2h,其中保温时间1.5h;
(4)Ⅱ阶段控制轧制工序:第Ⅰ阶段开轧温度为1040℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为30mm;第Ⅱ阶段开轧温度为858℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为795℃;
(5)ACC水冷工序:钢板入水温度782℃,出水温度为641℃,返红温度为660℃;
(6)矫直工序:上矫直辊调节范围为钢板成品厚度h+1~3mm,工作压力2300N/m2,力矩400N.m。
本实施例高塑性核电用热轧钢板超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求,力学性能:ReL:378MPa,Rm:552MPa,A:32%,晶粒度:10级。
实施例2
本实施例高塑性核电用热轧钢板的规格为10mm×3000mm×8000mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.14%,Si:0.25%,Mn:1.35%,P:0.006%,S:0.0012%,Nb:0.020%,其余为Fe及不可避免的杂质。
本实施例高塑性核电用热轧钢板所采用的连铸坯厚度为200mm,其轧制工艺包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直,具体工艺步骤如下所述:
(1)加热工序:加热温度为1200℃,总加热时间7h,其中保温时间5h;
(2)开坯轧制工序:开坯轧制开轧温度为1090℃,每道次压下量≥30mm,终轧温度为1060℃,轧后坯料厚度为100mm;
(3)再次加热工序:加热温度为1220℃,总加热时间2h,其中保温时间1.5h;
(4)Ⅱ阶段控制轧制工序:第Ⅰ阶段开轧温度为1050℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为30mm;第Ⅱ阶段开轧温度为843℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为784℃;
(5)ACC水冷工序:钢板入水温度775℃,出水温度为624℃,返红温度为649℃;
(6)矫直工序:上矫直辊调节范围为钢板成品厚度h+1~3mm,工作压力1980N/m2,力矩500N.m。
本实施例高塑性核电用热轧钢板超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求,力学性能:ReL:379MPa,Rm:543MPa,A:32%,晶粒度:9.5级。
实施例3
本实施例高塑性核电用热轧钢板的规格为25mm×3200mm×9500mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.14%,Si:0.23%,Mn:1.39%,P:0.007%,S:0.0010%,Nb:0.020%,其余为Fe及不可避免的杂质。
本实施例高塑性核电用热轧钢板所采用的连铸坯厚度为220mm,其轧制工艺包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直,具体工艺步骤如下所述:
(1)加热工序:加热温度为1250℃,总加热时间6h,其中保温时间4h;
(2)开坯轧制工序:开坯轧制开轧温度为1085℃,每道次压下量≥30mm,终轧温度为1040℃,轧后坯料厚度为110mm;
(3)再次加热工序:加热温度为1230℃,总加热时间3h,其中保温时间2h;
(4)Ⅱ阶段控制轧制工序:第Ⅰ阶段开轧温度为1030℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为45mm;第Ⅱ阶段开轧温度为850℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为800℃;
(5)ACC水冷工序:钢板入水温度784℃,出水温度为645℃,返红温度为668℃;
(6)矫直工序:上矫直辊调节范围为钢板成品厚度h+1~3mm,工作压力2100N/m2,力矩420N.m。
本实施例高塑性核电用热轧钢板超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求,力学性能:ReL:394MPa,Rm:614MPa,A:31.5%,晶粒度:9级。
实施例4
本实施例高塑性核电用热轧钢板的规格为25mm×3500mm×6000mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.13%,Si:0.25%,Mn:1.37%,P:0.009%,S:0.0021%,Nb:0.018%,其余为Fe及不可避免的杂质。
本实施例高塑性核电用热轧钢板所采用的连铸坯厚度为220mm,其轧制工艺包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直,具体工艺步骤如下所述:
(1)加热工序:加热温度为1220℃,总加热时间6h,其中保温时间4h;
(2)开坯轧制工序:开坯轧制开轧温度为1050℃,每道次压下量≥30mm,终轧温度为1020℃,轧后坯料厚度为110mm;
(3)再次加热工序:加热温度为1250℃,总加热时间2h,其中保温时间1.5h;
(4)Ⅱ阶段控制轧制工序:第Ⅰ阶段开轧温度为1020℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为45mm;第Ⅱ阶段开轧温度为842℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为795℃;
(5)ACC水冷工序:钢板入水温度780℃,出水温度为639℃,返红温度为654℃;
(6)矫直工序:上矫直辊调节范围为钢板成品厚度h+1~3mm,工作压力2000N/m2,力矩550N.m。
本实施例高塑性核电用热轧钢板超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求,力学性能:ReL:386MPa,Rm:582MPa,A:33.5%,晶粒度:9.5级。
实施例5
本实施例高塑性核电用热轧钢板的规格为40mm×4020mm×10000mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.14%,Si:0.20%,Mn:1.40%,P:0.008%,S:0.0013%,Nb:0.020%,其余为Fe及不可避免的杂质。
本实施例高塑性核电用热轧钢板所采用的连铸坯厚度为300mm,其轧制工艺包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直,具体工艺步骤如下所述:
(1)加热工序:加热温度为1250℃,总加热时间6h,其中保温时间4h;
(2)开坯轧制工序:开坯轧制开轧温度为1070℃,每道次压下量≥30mm,终轧温度为1035℃,轧后坯料厚度为150mm;
(3)再次加热工序:加热温度为1240℃,总加热时间2h,其中保温时间1.5h;
(4)Ⅱ阶段控制轧制工序:第Ⅰ阶段开轧温度为1040℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为60mm;第Ⅱ阶段开轧温度为850℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为812℃;
(5)ACC水冷工序:钢板入水温度806℃,出水温度为645℃,返红温度为675℃;
(6)矫直工序:上矫直辊调节范围为钢板成品厚度h+1~3mm,工作压力2500N/m2,力矩440N.m。
本实施例高塑性核电用热轧钢板超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求,力学性能:ReL:398MPa,Rm:578MPa,A:32%,晶粒度:9级。
实施例6
本实施例高塑性核电用热轧钢板的规格为40mm×4020mm×10000mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.14%,Si:0.26%,Mn:1.37%,P:0.008%,S:0.0009%,Nb:0.019%,其余为Fe及不可避免的杂质。
本实施例高塑性核电用热轧钢板所采用的连铸坯厚度为300mm,其轧制工艺包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直,具体工艺步骤如下所述:
(1)加热工序:加热温度为1250℃,总加热时间6h,其中保温时间4h;
(2)开坯轧制工序:开坯轧制开轧温度为1065℃,每道次压下量≥30mm,终轧温度为1030℃,轧后坯料厚度为150mm;
(3)再次加热工序:加热温度为1230℃,总加热时间3h,其中保温时间2h;
(4)Ⅱ阶段控制轧制工序:第Ⅰ阶段开轧温度为1050℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为60mm;第Ⅱ阶段开轧温度为865℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为814℃;
(5)ACC水冷工序:钢板入水温度809℃,出水温度为638℃,返红温度为665℃;
(6)矫直工序:上矫直辊调节范围为钢板成品厚度h+1~3mm,工作压力2450N/m2,力矩500N.m。
本实施例高塑性核电用热轧钢板超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求,力学性能:ReL:387MPa,Rm:628MPa,A:34%,晶粒度:8.5级。
实施例7
本实施例高塑性核电用热轧钢板的规格为10mm×3000mm×8000mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.12%,Si:0.33%,Mn:1.32%,P:0.003%,S:0.004%,Nb:0.012%,其余为Fe及不可避免的杂质。
本实施例高塑性核电用热轧钢板所采用的连铸坯厚度为200mm,其轧制工艺包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直,具体工艺步骤如下所述:
(1)加热工序:加热温度为1210℃,总加热时间6.5h,其中保温时间5h;
(2)开坯轧制工序:开坯轧制开轧温度为1040℃,每道次压下量≥30mm,终轧温度为1010℃,轧后坯料厚度为100mm;
(3)再次加热工序:加热温度为1200℃,总加热时间2.5h,其中保温时间1h;
(4)Ⅱ阶段控制轧制工序:第Ⅰ阶段开轧温度为1025℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为30mm;第Ⅱ阶段开轧温度为840℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为780℃;
(5)ACC水冷工序:钢板入水温度773℃,出水温度为650℃,返红温度为660℃;
(6)矫直工序:上矫直辊调节范围为钢板成品厚度h+1~3mm,工作压力1960N/m2,力矩570N.m。
本实施例高塑性核电用热轧钢板超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求,力学性能:ReL:382MPa,Rm:539 MPa,A:32%,晶粒度:9.5级。
实施例8
本实施例高塑性核电用热轧钢板的规格为10mm×3000mm×8000mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.125%,Si:0.35%,Mn:1.31%,P:0.005%,S:0.003%,Nb:0.010%,其余为Fe及不可避免的杂质。
本实施例高塑性核电用热轧钢板所采用的连铸坯厚度为200mm,其轧制工艺包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直,具体工艺步骤如下所述:
(1)加热工序:加热温度为1245℃,总加热时间8h,其中保温时间6.5h;
(2)开坯轧制工序:开坯轧制开轧温度为1020℃,每道次压下量≥30mm,终轧温度为1000℃,轧后坯料厚度为120mm;
(3)再次加热工序:加热温度为1245℃,总加热时间3h,其中保温时间1h;
(4)Ⅱ阶段控制轧制工序:第Ⅰ阶段开轧温度为1040℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为30mm;第Ⅱ阶段开轧温度为835℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为810℃;
(5)ACC水冷工序:钢板入水温度770℃,出水温度为655℃,返红温度为670℃;
(6)矫直工序:上矫直辊调节范围为钢板成品厚度h+1~3mm,工作压力2470N/m2,力矩520N.m。
本实施例高塑性核电用热轧钢板超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求,力学性能:ReL:359MPa,Rm:542MPa,A:33%,晶粒度:10级。
实施例9
本实施例高塑性核电用热轧钢板的规格为25mm×3200mm×9500mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.13%,Si:0.30%,Mn:1.30%,P:0.010%,S:0.0045%,Nb:0.016%,其余为Fe及不可避免的杂质。
本实施例高塑性核电用热轧钢板所采用的连铸坯厚度为220mm,其轧制工艺包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直,具体工艺步骤如下所述:
(1)加热工序:加热温度为1240℃,总加热时间7.5h,其中保温时间4.5h;
(2)开坯轧制工序:开坯轧制开轧温度为1100℃,每道次压下量≥30mm,终轧温度为1080℃,轧后坯料厚度为110mm;
(3)再次加热工序:加热温度为1230℃,总加热时间4h,其中保温时间3h;
(4)Ⅱ阶段控制轧制工序:第Ⅰ阶段开轧温度为1030℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为45mm;第Ⅱ阶段开轧温度为860℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为790℃;
(5)ACC水冷工序:钢板入水温度770℃,出水温度为660℃,返红温度为680℃;
(6)矫直工序:上矫直辊调节范围为钢板成品厚度h+1~3mm,工作压力2200N/m2,力矩500N.m。
本实施例高塑性核电用热轧钢板超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求,力学性能:ReL:356MPa,Rm:521MPa,A:31%,晶粒度:9.5级。
实施例10
本实施例高塑性核电用热轧钢板的规格为40mm×4020mm×10000mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.135%,Si:0.15%,Mn:1.33%,P:0.010%,S:0.005%,Nb:0.014%,其余为Fe及不可避免的杂质。
本实施例高塑性核电用热轧钢板所采用的连铸坯厚度为300mm,其轧制工艺包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直,具体工艺步骤如下所述:
(1)加热工序:加热温度为1215℃,总加热时间8h,其中保温时间6h;
(2)开坯轧制工序:开坯轧制开轧温度为1030℃,每道次压下量≥30mm,终轧温度为1015℃,轧后坯料厚度为150mm;
(3)再次加热工序:加热温度为1205℃,总加热时间3.5h,其中保温时间2.5h;
(4)Ⅱ阶段控制轧制工序:第Ⅰ阶段开轧温度为1045℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为60mm;第Ⅱ阶段开轧温度为830℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为805℃;
(5)ACC水冷工序:钢板入水温度795℃,出水温度为660℃,返红温度为675℃;
(6)矫直工序:上矫直辊调节范围为钢板成品厚度h+1~3mm,工作压力2400N/m2,力矩600N.m。
本实施例高塑性核电用热轧钢板超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求,力学性能:ReL:397MPa,Rm:561MPa,A:34%,晶粒度:8.5级。
实施例11
本实施例高塑性核电用热轧钢板的规格为40mm×4020mm×10000mm,其化学成分组成及质量百分含量为:C:0.12%,Si:0.10%,Mn:1.35%,P:0.005%,S:0.0034%,Nb:0.013%,其余为Fe及不可避免的杂质。
本实施例高塑性核电用热轧钢板所采用的连铸坯厚度为300mm,其轧制工艺包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直,具体工艺步骤如下所述:
(1)加热工序:加热温度为1205℃,总加热时间7h,其中保温时间5h;
(2)开坯轧制工序:开坯轧制开轧温度为1090℃,每道次压下量≥30mm,终轧温度为1070℃,轧后坯料厚度为150mm;
(3)再次加热工序:加热温度为1200℃,总加热时间4h,其中保温时间1h;
(4)Ⅱ阶段控制轧制工序:第Ⅰ阶段开轧温度为1030℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为60mm;第Ⅱ阶段开轧温度为870℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为820℃;
(5)ACC水冷工序:钢板入水温度810℃,出水温度为630℃,返红温度为650℃;
(6)矫直工序:上矫直辊调节范围为钢板成品厚度h+1~3mm,工作压力2000N/m2,力矩460N.m。
本实施例高塑性核电用热轧钢板超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求,力学性能:ReL:396MPa,Rm:549MPa,A:35%,晶粒度:8级。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种高塑性热轧核电用钢板,其特征在于:所述钢板化学成分组成及质量百分含量为:C:0.12~0.14%,Si≤0.35%,Mn:1.30~1.40%,P≤0.010%,S≤0.005%,Nb:0.010~0.020%,其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高塑性热轧核电用钢板,其特征在于,所述钢板厚度为10~40mm,宽度为3000~4020mm。
3.根据权利要求2所述的一种高塑性热轧核电用钢板,其特征在于,所述钢板ReL≥345MPa,Rm:470~630MPa,A≥30%,晶粒度≥8级,超声波探伤满足NB/T47013.3-2015中TI级的要求。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高塑性热轧核电用钢板的生产方法,其特征在于,所述生产方法包括加热、开坯轧制、再次加热、Ⅱ阶段控制轧制、ACC水冷、矫直工序;所述Ⅱ阶段控制轧制工序,第Ⅰ阶段开轧温度为1020~1050℃,每道次压下量为15~20mm,晾钢厚度为成品钢板厚度h+20mm;第Ⅱ阶段开轧温度为830~870℃,每道次压下量≥10mm,终轧温度为780~820℃。
5.根据权利要求4所述的一种高塑性热轧核电用钢板的生产方法,其特征在于,所述加热工序,加热温度为1200~1250℃,总加热时间≥6h,其中保温时间≥4h。
6.根据权利要求4所述的一种高塑性热轧核电用钢板的生产方法,其特征在于,所述开坯轧制工序,开坯轧制温度为1000~1100℃,每道次压下量≥30mm,轧后坯料厚度为100~150mm。
7.根据权利要求4所述的一种高塑性热轧核电用钢板的生产方法,其特征在于,所述再次加热工序,加热温度为1200~1250℃,总加热时间≥2h,其中保温时间≥1h。
8.根据权利要求4-7任一项所述的一种高塑性热轧核电用钢板的生产方法,其特征在于,所述ACC工序,钢板入水温度≥770℃,出水温度≤660℃,返红温度≤680℃。
9.根据权利要求4-7任一项所述的一种高塑性热轧核电用钢板的生产方法,其特征在于,矫直工序,上矫直辊调节范围为成品钢板厚度h+1~3mm,工作压力1960~2500N/m2,力矩400~600N.m。
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