浅析影响螺纹钢质量因素及改进措施论文_王海波

中天钢铁集团有限公司 江苏常州 213000

摘要:本文通过调整化学成份,温度控制,穿水冷改造,通过对实验过程数据的分析及实际使用情况总结,使热轧螺纹钢的使用性能得到明显提升,更好的以优质的产品回报社会。

关键词:螺纹钢;质量

1热螺纹钢质量存在的问题

(1)强屈比有15%不达标。通过对生产的热轧螺纹钢抗震性指标强曲比,屈服比分析,主要由于强屈比在1.23-1.30之间,有15%的批组强曲比<<1.25,严重影响了抗震性指标。

(2)延伸率和最大伸长率偏低。针对∮10-∮14规格的延伸率一般在20%-24%之间,而∮16-∮28规格的延伸率一般在19%-22%之间,而最大伸长率一般在9%一13%之间。

(3)头部力学性能屈服高,延伸率和最大伸长率低。例如∮ 12规格的HRB400,头部1.5米处的屈服强度为580Mpa,抗拉强度为680Mpa,延伸率为17.2%,最大伸长率为6.8%。

(4)头部横肋处金相组织出现回火马氏体。通过对成品进行取样,进行金相分析,在取样中发现头部靠近横肋处出现回火马氏体。

(5)焊接性能差。经用户反映,钢筋在焊接时出现不易焊接和脱焊,严重影响了用户的使用。

2影响热轧螺纹钢质量的原因分析

2.1力学性能

2.1.1化学成分的影响。

(1)C的影响。含碳量的变化不仅引起铁素体和渗碳体的相对量的变化,而且引起了组织的变化,引起不同性质的结晶过程,从而使相发生变化造成的。随着含碳量的增加,高硬度的渗碳体增多,低硬度的铁素体减少,铁碳合金的强度呈直线升高,塑性明显降低。

(2)Si的影响。硅溶于铁素体后有很强的固溶强化作用,显著提高钢的强度和硬度,但含量较高时,将使钢的塑性和韧性降低。

(3)Mn的影响。锰对碳钢的机械性能有良好的影响,

它能提高钢的强度和硬度,当含锰量不高(0.8%)时,可以稍微提高或不降低钢的塑性和韧性。锰提高钢的强度的原因是它溶人铁素体而引起的固溶强化作用,并使钢材在轧后冷却时得到层片较细,强度较高的珠光体,在同样含锰量和同样冷却条件下的珠光体的相对量增加。

(4)S的影响。硫的最大危害就是引起钢在热加工时开裂,也就是热脆,造成热脆的原因是由于FeS的严重偏析。

(5)P的影响。磷在铁中具有较强的溶解度,所以钢中的磷一般都固溶于铁中。磷具有很强的固溶强化作用,它使钢的强度,硬度显著提高,但剧烈的降低了钢的韧性,尤其是低温韧性,也就是冷脆。

2.1.2金相组织的影响。铁素体是软韧相,渗碳体是硬脆相。珠光体由铁素体和渗碳体所组成,渗碳体以细片状分散的分布在铁素体基体上,起了强化作用。珠光体具有较高的强度和硬度,但塑性较差。晶粒度:晶粒度越小,钢材的机械性能越好,强度,硬度提高,塑性和韧性也得到改善。马氏体:机械性能的显著特点是具有高硬度和高强度,马氏体的硬度随含碳量的增加而增高。

2.2焊接性能

把钢中合金元素(包括碳)的含量按其作用换自成碳的相当含量,称为该种钢材的碳当量,可作为评定钢材焊接性的一种参考指标。因此,碳钢的焊接性主要取决于碳当量,碳当量越大,则焊接性越差,即随着含碳量的增加,焊接性逐渐变差,其中以低碳钢的焊接性最好。

3改进措施

3.1化学成分调整

通过实验,调整合理的化学成分,调整前后对比如表1:(以∮12的HRB400为例)

3.2温度控制

(1)加热段温度大于均热段30℃,并保证均热段温度在1100-1140℃,冷坯必须在加热段进行焖炉,保证钢温均匀。(2)使用预水冷对钢温进行调整,保证进精轧温度在1050℃以下。(3)保证上冷床温度)900℃

3.3穿水管改造

(1)改造前的穿水冷。设有两段4.3米的穿水管,两段间无反扑器,造成钢材在水中的冷却时间长,以∮12规格轧制速度为12.5m/s计算,钢筋在水中的冷却时间大于0.69s,特别是头部的温降较大,力学性能的通透性不好。(2)改造后的穿水冷。把4.3米的两段穿水管改造成由两段1.8米穿水管后各加一个反扑器组成,以∮12规格轧制速度为12.5m/s计算,钢筋在水中的冷却时间由。.69s降为0.25s,头部的温降明显改善。

4效果对比

4.1金相组织

改造前:说明:边缘有分层,靠近横肋处较厚,组织为回火马氏体。晶粒度约为7级。

改造后:说明:边缘没有分层。铁素体+珠光体,晶粒度约为6.5级。

通过对化学成分调整,穿水冷改造,温度过程参数的控制,适当提高了上冷床温度,解决了头部横肋处出现回火马氏体组织,采用0.2kg的高压水对钢材表面进行除磷,减少二次氧化,改善钢材的表面质量。从金相组织来看,中心组织为铁素体和珠光体,边缘没有分

层,晶粒度降低了0.5。

4.2力学性能

4.2.1调整化学成分和温度控制参数前后力学性能对比表(如表2):

表2

注:以上数据以∮12的HRB400E为例,表中数据为10个批组的平均值

通过对调整化学成份力学性能对比,强屈比提高了0.03,延伸率提高了5.5%,最大伸长率提高了3.3%,强屈比得到明显提高,稳定了钢筋的抗震性。

4.2.2穿水改造后效果。通过对穿水冷改造,钢筋的通透性得到改善,以头部0.5米处的力学性能对比,改造前后的屈服强度差值由164Mpa降低到57Mpa,抗拉强度由170Mpa降低到SSMpa,头部延伸率提高了5%左右,最大伸长率提高了3%左右。

4.3焊接性能

通过对钢坯化学成份的调整,穿水冷却管的改造,过程温度的控制,通过实践焊接证明,焊接性能有了明显提升,解决了焊接处容易脱焊,不易焊接等问题。

结语:本文通过理论和实践相结合对热轧螺纹钢存在的质量原因进行分析,并根据实际生产情况总结出解决热札螺纹钢力学性能,焊接性能问题的措施。只有提高螺纹钢的质量,通过不断实验,解决热轧螺纹钢存在的质量问题,以优越的使用性能来满足用户的需求,才能更好的服务社会。

论文作者:王海波

论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期

论文发表时间:2017/12/4

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