冷拔高碳鋼絲在退火過程的性能及織構

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

82A高碳鋼絲索氏體組織的識別

高碳鋼絲的拉拔要求 含碳量大于0.6％的鉸高強度和高強度鋼絲，其機械性能和工藝要求都與 低、中碳鋼絲不同，成品檢驗時常會出現(xiàn)不合格的產(chǎn)品。不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生，除 直徑公差、表面質量、不平整和脫碳等原因以外，主要是抗拉強度不足或波動過 大(通條性能不均勻)，或者在扭轉試驗時發(fā)毛起刺(扭裂)，斷口不平直。尤其是 ii組以上的高強度鋼絲要求更高，因此要有嚴格均工藝操作。 1.對前道工序的要求 (1)線材制作高強度鋼絲的線材，不但要求具有良好的表面質量(特別應避免 折疊)，還要求其含碳量、化學成分、組織結構、脫碳深度和夾雜量等都合乎規(guī) 定。選用線材直徑應偏粗，以便有足夠的拉拔道次。勉強湊夠拉拔道次的成品， 其表面質量及扭轉性能往往不好。 (2)熱處理熱處理是高強度鋼絲的工藝基礎，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)熱機理和冷卻條件對鋼絲性能的影響。結合試驗結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。同時對拉拔模具的結構形式進行了改進,取得了較好的冷卻效果。

對高碳盤條的焊接區(qū)拉絲斷口進行了形貌的觀察和分析。結果表明,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致盤條的組織發(fā)生過熱以及焊接區(qū)表面潤滑不良導致拉拔過程中產(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)品表面氧化嚴重等缺點,提出了利用脈沖電流對q235鋼絲進行退火處理實驗,并自主研制了電脈沖退火實驗裝置,優(yōu)化工藝實驗參數(shù),通過對金相顯微組織及鋼絲力學性能變化的分析,對其退火機理進行探索.

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,在實驗室模擬現(xiàn)場工藝進行了冷軋和退火。通過金相觀察和x射線衍射織構分析,比較了兩種工藝下低碳鋼板的組織和織構演變的規(guī)律。結果表明:兩種試樣冷軋后α取向線上顯著增加的織構有較大的區(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)生再結晶需要的溫度更高,時間更長;對于csp鋼板,退火對γ取向線的影響要大于冷軋對其的影響,而對于傳統(tǒng)熱連軋鋼板,冷軋和退火過程對γ取向線都有比較大的影響。

在實驗室條件下,模擬了csp熱軋帶鋼供冷軋原料的spcc級低碳鋼板的罩式爐退火過程,通過觀察顯微組織、力學性能測試和利用三維取向分析術(odf),研究了退火溫度對顯微組織、力學性能、織構的影響。結果表明,隨退火溫度的升高,a50、rm、δr值都逐漸升高,rm達到1.82;退火后鐵素體晶粒變得粗大,變形織構{112}變?nèi)?表明提高溫度可以消除變形織構,有利織構{111}增強,{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,具有較低的抗拉強度和良好的塑性。

為了保證建筑構件的質量,必須對原材料包括冷拔低碳鋼絲作嚴格的檢驗。根據(jù)《冷拔低碳鋼絲預應力混凝土中小構件試行技術規(guī)程》第6條規(guī)定,對冷拔絲可以采用逐盤取樣檢驗或分批抽樣檢驗兩種方法。目前構件廠大都采用分批檢驗方法,我們根據(jù)多年統(tǒng)計分析資料,認為采用逐盤檢驗方法遠比分批檢驗為好。

目前國內(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、搓絲變形的關鍵。若退火工藝不當,不僅不能充分發(fā)揮材料塑性,反而會給冷變形成形帶來困難。現(xiàn)結合我廠實踐作以下分析。

采用掃描電鏡和能譜成分分析,對70高碳鋼絲拉拔過程中出現(xiàn)的斷裂問題進行了分析。結果表明,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： 檢驗結論 備注 檢驗人：審核人：負責人： 標準 要求 實測結果 荷重kn強度mpa 樣品編號 工程部位 生產(chǎn)廠家 質保單編號 鋼筋牌號 公稱直徑 a (mm) 檢 抗拉強度，mpa 建設單位：收樣日期： 工程名稱：陽煤二礦三維數(shù)字化礦井建設檢驗日期： 表c3-3-3d 冷拔低碳鋼絲力學性能檢驗報告 委托單位：報告編號： 檢驗單位：（公章） 180 反復彎 曲不少 于4次 標準 要求 實測 結果 標準 要求 實測 結果 測項目 伸長率δ，%彎曲試驗 年月日 年月日編號：001 dbj04-214-2004 報告

見證取樣人及編號： 檢驗結論 備注 檢驗人：×××審核人：×××負責人： 安鋼 9.55 1 預應力板 700 9.42 5 標準 要求 實測 荷重kn 樣品編號 工程部位 生產(chǎn)廠家 質保單編號 鋼筋牌號 公稱直徑 a (mm) 抗拉強度 建設單位：山西××公司收樣 工程名稱：山西××公司辦公區(qū)試驗樓檢驗 表c3-3-3d 冷拔低碳鋼絲力學性能檢驗報告 委托單位：山西××建筑公司報告 檢驗單位：（公章）山西××試驗室××× 750 11 13 反復彎 曲不少 于4次 無裂紋 5576013.8無裂紋 42 實測結果 標準 要求 實測 結果 標準 要求 實測 結果 重kn強度mpa 檢測項目 ，mpa伸長率δ，%彎曲試驗 收樣日期：××年×月×日 檢驗日期：××年×月×日編號：2010208 驗報告 報告編號：2

冷拔低碳鋼絲在基本建設中的應用,目前已越來越廣泛,需求數(shù)量也日益增大.但拔絲用潤滑劑的原材料品種、配比、制作方法、成本等各不相同.我們經(jīng)過多年的試驗和實踐應用,選出一種肥皂,石灰潤滑劑,到目前為止已用該潤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條冷拔低碳鋼絲預應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)直專用設備,只能低價處理。

高碳鋼絲如琴鋼絲、制繩鋼絲、預應力混凝土用鋼絲、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，鋼絲抗拉強度、扭轉值和斷面收縮率變化情況。

高碳鋼絲如琴鋼絲、制繩鋼絲、預應力混凝土用鋼絲、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，鋼絲抗拉強度、扭轉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℃回火時抗拉強度的變化。結果表明,不同總壓縮率冷拔鋼絲經(jīng)回火后出現(xiàn)不同程度的抗拉強度損失,拉拔總壓縮率從92.73%～80.98%,回火后抗拉強度損失為91.5～-37mpa。中高溫快速回火時,由于位錯密度的減少和ε-碳化物在鐵素體基體表面的析出,形成對強度削弱和強化的共同作用,導致最終抗拉強度的變化。

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

提出高碳鋼絲拉拔時對水冷、表面處理、潤滑劑及盤條要求。介紹了法國潤滑劑特點及使用情況。