冷拔高碳鋼絲在退火過程的性能及織構(gòu)

利用電子背散射衍射分析(ebsd)方法對(duì)高碳鋼絲拉拔及再結(jié)晶過程織構(gòu)的演變過程及織構(gòu)分布進(jìn)行了研究.研究發(fā)現(xiàn)隨鋼絲應(yīng)變量的增加,鋼絲中除了典型的〈110〉絲織構(gòu)外,還存在比較明顯的〈112〉織構(gòu),并且隨著應(yīng)變量的增加〈110〉織構(gòu)的強(qiáng)度逐漸增加;同時(shí),在ε=1.9時(shí),鋼絲表層〈110〉強(qiáng)度及所占比例大于中心部分,而〈112〉織構(gòu)強(qiáng)度弱于中心部分;在經(jīng)過600℃退火再結(jié)晶后鋼絲中產(chǎn)生的再結(jié)晶織構(gòu)與形變織構(gòu)相同,仍然為〈110〉和〈112〉織構(gòu),并且隨退火時(shí)間延長(zhǎng),織構(gòu)強(qiáng)度不斷變?nèi)?

82A高碳鋼絲索氏體組織的識(shí)別

高碳鋼絲的拉拔要求 含碳量大于0.6％的鉸高強(qiáng)度和高強(qiáng)度鋼絲，其機(jī)械性能和工藝要求都與 低、中碳鋼絲不同，成品檢驗(yàn)時(shí)常會(huì)出現(xiàn)不合格的產(chǎn)品。不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生，除 直徑公差、表面質(zhì)量、不平整和脫碳等原因以外，主要是抗拉強(qiáng)度不足或波動(dòng)過 大(通條性能不均勻)，或者在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)發(fā)毛起刺(扭裂)，斷口不平直。尤其是 ii組以上的高強(qiáng)度鋼絲要求更高，因此要有嚴(yán)格均工藝操作。 1.對(duì)前道工序的要求 (1)線材制作高強(qiáng)度鋼絲的線材，不但要求具有良好的表面質(zhì)量(特別應(yīng)避免 折疊)，還要求其含碳量、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、脫碳深度和夾雜量等都合乎規(guī) 定。選用線材直徑應(yīng)偏粗，以便有足夠的拉拔道次。勉強(qiáng)湊夠拉拔道次的成品， 其表面質(zhì)量及扭轉(zhuǎn)性能往往不好。 (2)熱處理熱處理是高強(qiáng)度鋼絲的工藝基礎(chǔ)，線材拉拔前都要經(jīng)過正火，改 善其組織狀況。鉛淬的熱處理曲線確定以后，關(guān)鍵是爐溫和鉛溫的均勻問題

介紹了鋼絲拉拔過程中發(fā)熱機(jī)理和冷卻條件對(duì)鋼絲性能的影響。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果分析了不同冷卻條件下高碳鋼絲拉拔后性能產(chǎn)生差異的原因,并提出了較為有效的冷卻控制方式。同時(shí)對(duì)拉拔模具的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了改進(jìn),取得了較好的冷卻效果。

對(duì)高碳盤條的焊接區(qū)拉絲斷口進(jìn)行了形貌的觀察和分析。結(jié)果表明,高碳盤條焊接區(qū)發(fā)生拉拔斷裂的主要原因有以下三種:焊接過程中未完全擠出的氧化物夾雜;焊接后的熱處理溫度過高導(dǎo)致盤條的組織發(fā)生過熱以及焊接區(qū)表面潤(rùn)滑不良導(dǎo)致拉拔過程中產(chǎn)生表面橫向裂紋,形成裂紋源。

中高碳鋼絲拉拔前盤條的表面處理

針對(duì)傳統(tǒng)退火存在的效率低、耗能大、污染環(huán)境以及產(chǎn)品表面氧化嚴(yán)重等缺點(diǎn),提出了利用脈沖電流對(duì)q235鋼絲進(jìn)行退火處理實(shí)驗(yàn),并自主研制了電脈沖退火實(shí)驗(yàn)裝置,優(yōu)化工藝實(shí)驗(yàn)參數(shù),通過對(duì)金相顯微組織及鋼絲力學(xué)性能變化的分析,對(duì)其退火機(jī)理進(jìn)行探索.

分別采用基于薄板坯連鑄連軋(csp)工藝和傳統(tǒng)熱連軋工藝條件下的低碳鋼板作為冷軋基料,在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場(chǎng)工藝進(jìn)行了冷軋和退火。通過金相觀察和x射線衍射織構(gòu)分析,比較了兩種工藝下低碳鋼板的組織和織構(gòu)演變的規(guī)律。結(jié)果表明:兩種試樣冷軋后α取向線上顯著增加的織構(gòu)有較大的區(qū)別,csp工藝下是{001}〈110〉,而傳統(tǒng)工藝下是{112}〈110〉;在同樣的冷軋及退火工藝條件下,csp條件下的鋼板在退火過程中發(fā)生再結(jié)晶需要的溫度更高,時(shí)間更長(zhǎng);對(duì)于csp鋼板,退火對(duì)γ取向線的影響要大于冷軋對(duì)其的影響,而對(duì)于傳統(tǒng)熱連軋鋼板,冷軋和退火過程對(duì)γ取向線都有比較大的影響。

在實(shí)驗(yàn)室條件下,模擬了csp熱軋帶鋼供冷軋?jiān)系膕pcc級(jí)低碳鋼板的罩式爐退火過程,通過觀察顯微組織、力學(xué)性能測(cè)試和利用三維取向分析術(shù)(odf),研究了退火溫度對(duì)顯微組織、力學(xué)性能、織構(gòu)的影響。結(jié)果表明,隨退火溫度的升高,a50、rm、δr值都逐漸升高,rm達(dá)到1.82;退火后鐵素體晶粒變得粗大,變形織構(gòu){112}變?nèi)?表明提高溫度可以消除變形織構(gòu),有利織構(gòu){111}增強(qiáng),{001}變?nèi)?共同造成rm升高。

研究了60鋼冷拔鋼絲的球化退火工藝。結(jié)果表明,在退火溫度700℃、保溫3～5h情況下,60鋼冷拔鋼絲可獲得良好的球化組織,具有較低的抗拉強(qiáng)度和良好的塑性。

為了保證建筑構(gòu)件的質(zhì)量,必須對(duì)原材料包括冷拔低碳鋼絲作嚴(yán)格的檢驗(yàn)。根據(jù)《冷拔低碳鋼絲預(yù)應(yīng)力混凝土中小構(gòu)件試行技術(shù)規(guī)程》第6條規(guī)定,對(duì)冷拔絲可以采用逐盤取樣檢驗(yàn)或分批抽樣檢驗(yàn)兩種方法。目前構(gòu)件廠大都采用分批檢驗(yàn)方法,我們根據(jù)多年統(tǒng)計(jì)分析資料,認(rèn)為采用逐盤檢驗(yàn)方法遠(yuǎn)比分批檢驗(yàn)為好。

目前國(guó)內(nèi)外建筑五金、家電等行業(yè)越來越多地采用自攻螺釘、墻板螺釘?shù)刃滦途o固件。這些緊固件的的螺紋加工多采用無切削搓絲成型工藝。使用材料一般是φ6.35～φ8mm的低碳鋼線材。鋼絲在多次冷拔后經(jīng)過一次中間退火,再精拔一次,然后冷鐓,搓絲成型。中間退火工藝是冷鐓、搓絲變形的關(guān)鍵。若退火工藝不當(dāng),不僅不能充分發(fā)揮材料塑性,反而會(huì)給冷變形成形帶來困難?，F(xiàn)結(jié)合我廠實(shí)踐作以下分析。

采用掃描電鏡和能譜成分分析,對(duì)70高碳鋼絲拉拔過程中出現(xiàn)的斷裂問題進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,鋼絲斷口主要有平面狀和杯錐狀兩種,其斷裂類型為脆性斷裂和韌性斷裂。拉拔過程中,造成70高碳鋼絲斷裂的主要原因是鋼絲內(nèi)存在成分偏析、較大的夾雜物以及鋼絲表面缺陷等,并提出有效措施解決這些問題。

見證取樣人及編號(hào)： 檢驗(yàn)結(jié)論 備注 檢驗(yàn)人：審核人：負(fù)責(zé)人： 標(biāo)準(zhǔn) 要求 實(shí)測(cè)結(jié)果 荷重kn強(qiáng)度mpa 樣品編號(hào) 工程部位 生產(chǎn)廠家 質(zhì)保單編號(hào) 鋼筋牌號(hào) 公稱直徑 a (mm) 檢 抗拉強(qiáng)度，mpa 建設(shè)單位：收樣日期： 工程名稱：陽(yáng)煤二礦三維數(shù)字化礦井建設(shè)檢驗(yàn)日期： 表c3-3-3d 冷拔低碳鋼絲力學(xué)性能檢驗(yàn)報(bào)告 委托單位：報(bào)告編號(hào)： 檢驗(yàn)單位：（公章） 180 反復(fù)彎 曲不少 于4次 標(biāo)準(zhǔn) 要求 實(shí)測(cè) 結(jié)果 標(biāo)準(zhǔn) 要求 實(shí)測(cè) 結(jié)果 測(cè)項(xiàng)目 伸長(zhǎng)率δ，%彎曲試驗(yàn) 年月日 年月日編號(hào)：001 dbj04-214-2004 報(bào)告

見證取樣人及編號(hào)： 檢驗(yàn)結(jié)論 備注 檢驗(yàn)人：×××審核人：×××負(fù)責(zé)人： 安鋼 9.55 1 預(yù)應(yīng)力板 700 9.42 5 標(biāo)準(zhǔn) 要求 實(shí)測(cè) 荷重kn 樣品編號(hào) 工程部位 生產(chǎn)廠家 質(zhì)保單編號(hào) 鋼筋牌號(hào) 公稱直徑 a (mm) 抗拉強(qiáng)度 建設(shè)單位：山西××公司收樣 工程名稱：山西××公司辦公區(qū)試驗(yàn)樓檢驗(yàn) 表c3-3-3d 冷拔低碳鋼絲力學(xué)性能檢驗(yàn)報(bào)告 委托單位：山西××建筑公司報(bào)告 檢驗(yàn)單位：（公章）山西××試驗(yàn)室××× 750 11 13 反復(fù)彎 曲不少 于4次 無裂紋 5576013.8無裂紋 42 實(shí)測(cè)結(jié)果 標(biāo)準(zhǔn) 要求 實(shí)測(cè) 結(jié)果 標(biāo)準(zhǔn) 要求 實(shí)測(cè) 結(jié)果 重kn強(qiáng)度mpa 檢測(cè)項(xiàng)目 ，mpa伸長(zhǎng)率δ，%彎曲試驗(yàn) 收樣日期：××年×月×日 檢驗(yàn)日期：××年×月×日編號(hào)：2010208 驗(yàn)報(bào)告 報(bào)告編號(hào)：2

冷拔低碳鋼絲在基本建設(shè)中的應(yīng)用,目前已越來越廣泛,需求數(shù)量也日益增大.但拔絲用潤(rùn)滑劑的原材料品種、配比、制作方法、成本等各不相同.我們經(jīng)過多年的試驗(yàn)和實(shí)踐應(yīng)用,選出一種肥皂,石灰潤(rùn)滑劑,到目前為止已用該潤(rùn)滑劑拔絲一萬三千多噸,各方面效果均良好.

1981年以來,我廠建立了4條冷拔低碳鋼絲預(yù)應(yīng)力混凝土多孔樓板生產(chǎn)線。在生產(chǎn)過程中,每天都有部分短頭鋼絲產(chǎn)生。2年內(nèi)短頭鋼絲已堆積近30噸。其一般長(zhǎng)度為500～6000毫米,直徑3～5毫米,以4毫米為最多。由于短頭鋼絲既短又彎,我廠又沒有調(diào)直專用設(shè)備,只能低價(jià)處理。

高碳鋼絲如琴鋼絲、制繩鋼絲、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲、簾線鋼絲等都是通過鉛浴處理和冷拉拔來生產(chǎn)的。在鋼絲連續(xù)高速拉拔過程中,鋼絲塑性變形和拉拔過程中產(chǎn)生的摩擦熱大部分貯存在鋼絲內(nèi),為了降低鋼絲溫度,生產(chǎn)過程中采用窄縫式卷筒、水冷拉絲模等冷卻方式。日本科技工作者研究了不同拉拔速度，高碳鋼絲溫度低于50℃情況下，鋼絲抗拉強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)值和斷面收縮率變化情況。

高碳鋼絲如琴鋼絲、制繩鋼絲、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲、簾線鋼絲等都是通過鉛浴處理和冷拉拔來生產(chǎn)的。在鋼絲連續(xù)高速拉拔過程中,鋼絲塑性變形和拉拔過程中產(chǎn)生的摩擦熱大部分貯存在鋼絲內(nèi),為了降低鋼絲溫度,生產(chǎn)過程中采用窄縫式卷筒、水冷拉絲模等冷卻方式。日本科技工作者研究了不同拉拔速度，高碳鋼絲溫度低于50℃情況下，鋼絲抗拉強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)值和斷面收縮率變化情況。

研究了70鋼不同總壓縮率冷拔鋼絲在450℃回火時(shí)抗拉強(qiáng)度的變化。結(jié)果表明,不同總壓縮率冷拔鋼絲經(jīng)回火后出現(xiàn)不同程度的抗拉強(qiáng)度損失,拉拔總壓縮率從92.73%～80.98%,回火后抗拉強(qiáng)度損失為91.5～-37mpa。中高溫快速回火時(shí),由于位錯(cuò)密度的減少和ε-碳化物在鐵素體基體表面的析出,形成對(duì)強(qiáng)度削弱和強(qiáng)化的共同作用,導(dǎo)致最終抗拉強(qiáng)度的變化。

本文首先進(jìn)行了高彈鋼絲拉拔過程試驗(yàn),并對(duì)其在拉拔過程中的分層現(xiàn)象進(jìn)行了結(jié)果分析工作,進(jìn)而對(duì)其出現(xiàn)的分層現(xiàn)象提出了改進(jìn)措施。在高碳鋼絲拉拔過程試驗(yàn)中,其采用了84c鉛溶鋼絲進(jìn)行拉拔試驗(yàn),其制定了四種方案對(duì)高碳鋼絲進(jìn)行了拉拔,結(jié)果表明拉絲模棱角以及道次壓縮率都對(duì)高碳鋼絲的分層現(xiàn)象產(chǎn)生作用。

提出高碳鋼絲拉拔時(shí)對(duì)水冷、表面處理、潤(rùn)滑劑及盤條要求。介紹了法國(guó)潤(rùn)滑劑特點(diǎn)及使用情況。