SWRH82B鋼盤條拉伸異常斷口分析

分析了天鋼原150mm小方坯連鑄工藝生產(chǎn)出的盤條性能不穩(wěn)定的問題,對swrh82b高碳鋼盤條的生產(chǎn)技術(shù)進行了研究與創(chuàng)新。采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉、lf、vd爐外精煉、/150mm小圓坯連鑄生產(chǎn)高速線材的短流程工藝,并對鋼水潔凈度、鑄坯中心偏析、盤條的組織改善等方面進行有效控制。經(jīng)生產(chǎn)實踐驗證,該工藝生產(chǎn)出的swrh82b盤條性能穩(wěn)定,盤條整體水平提高,達到鋼絞線用盤條的質(zhì)量要求。

對82b鋼盤條拉拔脆斷斷口進行了金相組織和夾雜物檢測,并借助掃描電鏡觀察分析了拉拔過程中產(chǎn)生的脆性斷口形貌。結(jié)果表明,82b鋼盤條脆斷的主要原因是夾雜物級別超標、組織中出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物、索氏體含量偏低以及盤條表面缺陷等。

【82b】屬于高碳鋼，82代表的是它的含碳量為0.82%，b代表等級。一般制作高碳鋼絲，又稱為琴鋼絲。 硬度范圍是41-60b之間。82b鋼絲是經(jīng)鉛浴淬火后冷拉而成，具有非常高的強度極限和彈性極限，是廣 泛應(yīng)用的小彈簧材料。鋼絲的質(zhì)量、性能要求嚴格，除拉伸試驗外，還需作扭轉(zhuǎn)、腐蝕、銳碳等試驗。按 用途可分為制造各種重要彈簧、各種高應(yīng)力機械彈簧及閥門彈簧所用的琴鋼絲。 82b鋼的各組分的含量如下：c：0.80-0.85；si：0.12-0.32；mn：0.3-0.6；p：0.025以下；s：0.025 以下；cu：0.2以下。 swrh82b線材材質(zhì)的特點 swrh82b線材經(jīng)拉拔、絞線制作預(yù)應(yīng)力鋼絞線，廣泛用于高層建筑、大跨度橋梁、水利設(shè)施等重點工程。 為此，要求所用的原料——高碳鋼線材應(yīng)具有穩(wěn)定的化學(xué)成分、純凈的鋼質(zhì)、優(yōu)良的

第32卷第5期金屬制品2006年10月vol132 no15steelwireproductsoctober2006 上突顯出來。在使用旋轉(zhuǎn)模時,應(yīng)盡量選用較低的旋轉(zhuǎn)速度,同時該道次的部分 壓縮率和拉絲模工作錐角度宜選用較小值,以減少杯錐狀斷裂的發(fā)生。 參考文獻 [1]段建華.我國pc鋼絞線材質(zhì)量和需求狀況[c].全國 線材深加工技術(shù)研討會論文集.鄭州,2005.6. (收稿日期:2006-04-30 作者簡介 康公1941年生,巨力集團有限公司高級工程師,已退休。 swrh82b盤條在鋼絞線生產(chǎn)中存在的問題 朱飛峰 (無錫中冶鋼纜有限責(zé)任公司214153 摘要分析國產(chǎn)swrh82b盤條在鋼絞線生產(chǎn)中存在的問題。盤條未經(jīng)拉 拔出現(xiàn)脆斷的主要影響因素是碳含量、吐絲溫度、控冷速度和有害氣體的含量;筆 尖狀斷裂主要由

湘鋼采用鐵水預(yù)處理-80t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐-90tlf-150mm×150mm方坯連鑄機-高速線材軋機成功開發(fā)出φ11~13mm的預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線用鋼swrh82b(%:0.79~0.83c,0.70~0.80mn,0.17~0.22cr,≤0.020s,≤0.025p)盤條。實踐表明,中間包鋼水過熱度控制在15~25(30)℃,拉坯速度2.6~2.9m/min,拉坯速度波動值≤0.2m/min,二冷水量1.95~2.10l/kg,可使鑄坯中心碳偏析比(鑄坯中心碳含量/鋼水碳含量)≤1.04,盤條索氏體率≥85%,實際拉拔和捻股過程中104m的斷絲率≤1次。

利用圖像分析儀對拉伸、拉拔脆斷斷口進行了金相組織、夾雜物檢測,并借助于掃描電鏡觀察,分析了φ11mm的x82b拉拔過程中產(chǎn)生的脆性斷裂斷口。研究認為:x82b盤條脆斷的主要原因是由于成分偏析、夾雜物級別超標、金相組織異常、索氏體含量偏低、盤條表面缺陷及接頭不良造成的。

82B盤條鋼的研發(fā)與生產(chǎn)實踐

介紹了北臺煉鋼廠在現(xiàn)有設(shè)備工藝條件下,用小方坯連鑄機生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品預(yù)應(yīng)力鋼絞線的生產(chǎn)實踐與質(zhì)量控制措施,并對swrh82b高碳鋼盤條的生產(chǎn)技術(shù)難點夾雜物控制措施進行了創(chuàng)新。通過加強swrh82b冶煉過程質(zhì)量控制,為產(chǎn)品后續(xù)深加工奠定了基礎(chǔ)。

介紹了八鋼在12.5mm82b盤條生產(chǎn)是至過程中采取的控制措施,以及試制產(chǎn)品的質(zhì)量情況。

將直徑為12.5mm的82b盤條進行了9道次的拉拔實驗,采用掃描電鏡觀察了不同應(yīng)變量拉拔變形后82b盤條顯微組織和夾雜物的演變情況,并研究了珠光體片層間距與拉拔應(yīng)變量之間的關(guān)系。結(jié)果表明:82b鋼顯微組織中的珠光體片層間距隨著應(yīng)變量增大而逐漸減小;拉拔變形后的珠光體片層強烈扭曲,滲碳體片隨著鐵素體片的彎曲而變形,表現(xiàn)出良好的塑性變形能力;由于中心偏析形成的馬氏體的塑性變形能力較差,在拉拔過程中發(fā)生碎化并最終與基體脫離;直徑約為10μm的脆性夾雜物在拉拔過程中只是自身發(fā)生碎化,并未在夾雜物周圍引起裂紋。

分析了鍍鋅鋼絲用swrs82b熱軋盤條斷裂的原因,并提出了預(yù)防措施。

本文對鋼絞線用φ12.5mm82b盤條的開發(fā)與生產(chǎn)工藝進行了介紹,通過制定產(chǎn)品合理的化學(xué)成分,結(jié)合適當(dāng)?shù)囊睙捄蛙堉乒に?成功開發(fā)出滿足鋼絞線用的82b盤條。

規(guī)格為φ12.5mm的82mna高碳鋼熱軋盤條拉拔過程中發(fā)生斷裂,為了找到盤條斷裂原因,采用體視顯微鏡、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡及x射線能譜儀等手段對其表面缺陷、金相組織、非金屬夾雜物進行了分析和測試。結(jié)果表明:82mna鋼純凈度、盤條表面缺陷、心部成分偏析、心部組織異常和ds類夾雜物最終導(dǎo)致其在拉拔過程中斷裂。

分別對船用鋼板沒有分離、輕微分離、嚴重分離的拉伸斷口試樣進行了全面分析。研究表明,船板分離現(xiàn)象的產(chǎn)生有其內(nèi)在原因,也有外來因素的影響。

針對yl82b盤條技術(shù)要求與國外標準存在的差距,采用"80t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→90tlf爐精煉→180mm×240mm直弧形矩形坯連鑄機→高速線材軋機"工藝流程試制swrs82bcr預(yù)應(yīng)力鋼絞線盤條。采用lf爐精確控制化學(xué)成分、lf白渣操作、連鑄全過程保護澆注、低過熱度澆注和控軋控冷等工藝措施,試制的swrs82bcr盤條化學(xué)成分穩(wěn)定、抗拉強度波動小,斷面收縮率不小于35%,金相組織為s+p+極少量0.5級fe3c,索氏體化率不低于85%,中心偏析不大于2.5級,完全滿足用戶要求。

510l汽車大梁鋼熱軋鋼板在進行冷彎、拉伸試驗時,發(fā)現(xiàn)斷口異常,呈臺階狀,伸長率遠低于標準要求。通過觀察斷口宏觀形貌和金相顯微組織,證實連鑄坯表面縱裂紋引起的高溫氧化和嚴重的帶狀組織是引起斷口異常,并誘發(fā)伸長率不合格的根本原因。

45號鋼盤條在拉絲過程中發(fā)生斷裂,運用掃描電鏡及能譜儀、金相顯微鏡等分析手段,對其斷裂原因進行分析。結(jié)果表明,原材料中存在的夾雜物、晶粒粗大及混晶等冶金質(zhì)量缺陷是盤條在拉拔過程中發(fā)生斷裂的主要原因。

水城鋼鐵集團公司根據(jù)gb/t24238-2009標準和用戶使用要求,設(shè)計了合理的鑄坯加熱制度、水冷和風(fēng)冷制度,并通過改造冷卻風(fēng)機、采用錐形輥與佳靈裝置優(yōu)化組合等措施,穩(wěn)定生產(chǎn)出微觀組織索氏體化率達95%、中心無網(wǎng)狀滲碳體、抗拉強度為1140~1280mpa、斷面收縮率不小于30%、同圈強度極差不大于30mpa的swrh82b優(yōu)質(zhì)盤條。

水城鋼鐵集團公司根據(jù)gb/t24238-2009質(zhì)量標準和用戶使用要求,確立了預(yù)應(yīng)力鋼絞線swrh82b鋼的內(nèi)控成分(質(zhì)量分數(shù)):w(c)=0.79%~0.84%、w(si)=0.15%~0.30%、w(mn)=0.60%~0.90%、w(p)≤0.025%、w(s)≤0.015%、w(cr)=0.25%~0.27%。采用高爐鐵水→100t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉→lf爐精煉→150mm×150mm方坯連鑄的工藝流程生產(chǎn)swrh82b方坯,用于軋制swrh82b盤條。采用的質(zhì)量控制方法有:(1)采用含鋁量低的合金脫氧,減少鋼中的al2o3夾雜物含量;(2)采用低氮增碳劑、低氮鐵合金對鋼水進行脫氧合金化,lf爐采用微正壓操作,造好泡沫渣,埋弧精煉,連鑄采用全封閉保護鋼水澆注,使成品鋼中的氮質(zhì)量分數(shù)降到40×10~(-6)以內(nèi);(3)將中間包鋼水過熱度控制在15~30℃,結(jié)晶器電磁攪拌頻率5hz、電流320a,鑄坯拉速(1.73±0.02)m/min,二冷段氣霧冷卻比水量0.62l/kg,將鑄坯中心各種缺陷級別之和控制在3級以內(nèi)。

用坩堝預(yù)燒,鎢粉、錫粒作助熔,高頻感應(yīng)-紅外碳硫儀吸收法測定swrh82b鋼中的碳硫含量,對氧氣純度、助熔劑、坩堝、設(shè)備等因素對分析結(jié)果的影響進行了探討。該方法用于swrh82b標準樣品的分析,測定結(jié)果與認定值一致,碳硫分析誤差小,分析結(jié)果穩(wěn)定、準確、快速。

通過金相分析,認為造成大規(guī)格高碳鋼盤條異常斷口的原因是盤條中心存在嚴重的碳偏析,采用末端電磁攪拌、延長鋼坯加熱時間和加強鑄坯的偏析檢驗3條措施可生產(chǎn)出合格盤條

利用掃描電子顯微鏡、能譜儀、光學(xué)顯微鏡及電子探針等對比分析了q235b鋼板拉伸試驗后出現(xiàn)分層和不分層的兩組試樣，研究引起鋼板拉伸分層的原因。試驗結(jié)果表明：分層試樣中心含有大量的mns、si02等夾雜，心部存在寬大的鐵素體條帶，是導(dǎo)致q235b銅板出現(xiàn)拉伸分層現(xiàn)象的主要原因。根據(jù)分析結(jié)果提出改進措施以減少和消除此種缺陷。