摘要：通过对螺纹钢质量问题分析。找出影响螺纹钢质量的因素.采取相应措施对螺纹钢质量进行改进。
关键词：螺纹钢；质量；影响因素；改进
近年来，生产厂为提高螺纹钢性能倾注了较多的血汗，使得钢材的整体性能得到大大提升。螺纹钢生产过程中要控制的因素很多，若把握不当，很容易造成性能不达标的螺纹钢废品。当前螺纹钢的性能虽然和以往相比，有了较大的提升，但是，国民经济的快速发展，对冶金产品提出了更高的性能要求，需要我们严格控制各环节影响因素，提高产品的档次和质量，满足客户和市场的需求。
一、影响因素分析
1.化学成分影响。碳：碳是除铁以外最主要的元素。碳含量增加，使钢材强度提高，塑性、韧性，特别是低温冲击韧性下降，同时耐腐蚀性、疲劳强度和冷弯性能也显著下降。受到冷却能力的限制，碳含量要按照上限标准进行控制，尤其对于大规格的螺纹钢来说，更是如此，一般来说上限范围在0.20～0.23%范围内较为合适。硅：螺纹钢中硅含量受到上限和下限的限制，具体控制中还要参考碳当量，是一个较为复杂的控制因素。螺纹钢中硅含量超过上限会导致成品冷弯不合格，而硅含量过低又会影响到钢液的流动性。具体的操作中会根据成品规格的冷却能力，并结合碳当量概率表来控制钢液中的硅含量。锰：钢材中添加锰可以起到固溶强化的作用。但是，钢材中锰含量超过1.5%，容易产生贝氏体，若含量超过1.8%，过多的贝氏体将影响到钢材的性能，导致钢材不合格率大增。因此，螺纹钢中锰的含量最好控制在1.3～1.4%，这是一个较为中限偏下的含量范围。硫：硫属于有害元素。硫引起钢材热脆，降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性等。一般建筑用钢含硫量要求不超过0.055%。磷：磷也属于有害元素。磷虽可提高强度、抗锈性，但严重降低塑性、冲击韧性、冷弯性能和可焊性，尤其低温时发生冷脆。含量需严格控制，一般不超过0.050%。残余元素：残余元素主要指钛、锰、镍、铬等，含量不多，但是对钢材的性能有重要影响。其中，钛含量达到约0.02%，就会使螺纹钢成品的金相组织有魏氏体倾向，而钢材中锰、钼含量超标，会造成成品金相组织贝氏体增多，钢材的屈服点不明，钢材性能诡异，而锰硫含量比偏低，则会使钢材容易产生裂纹。检验分析：钢材检验分析结果能够准确的前提是，钢水成分均匀。
2.冶金工艺影响。（1）冶炼炉种的影响。主要有三种冶炼方法，包括电炉钢、平炉钢和氧气转炉钢。电炉钢质量最好，但成本高，一般不采用；平炉钢和氧气转炉钢二者质量大体相当。（2）钢的脱氧。因为脱氧程度的不同，形成沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。沸腾钢的时效、韧性、可焊性较差，容易发生时效和变脆，但产量较高、成本较低；镇静钢性能最好，但产量较低，成本较高；半镇静介于镇静钢和沸腾钢之间；特殊镇静钢是在用Si脱氧之后再用Al补充脱氧，所得钢材的低温冲击韧性更高。
3.钢坯加热温度影响。由于螺纹钢成分中碳、锰、硅含量较高，因此在加工中变形抗力较大，为使变形抗力降低，提高钢的塑性，往往希望加热温度高些，但加热温度过高，容易使终轧温度偏高，可能导致钢筋组织晶粒在冷却过程中长大，形成网状铁素体与魏氏组织，降低钢筋的韧塑性，造成钢材力学性能不合格。因此钢坯在加热炉内加热时要根据不同工艺要求对温度进行控制。钢坯在加热炉内进行加热过程中容易出现煤气压力波动等异常情况，造成钢坯局部过热、过烧，造成成品产生魏氏体倾向。因此，煤气压力有较大波动时，应及时检查加热温度，并作出调整，避免钢坯出现中心未烧透、奥氏体未均匀化等现象。为此，在加热过程中，要保证均匀加热和必要的在炉时间，且要确保钢坯头尾温差不大于40℃。
二、案例分析
1.存在的问题。HRB400螺纹钢冷弯断裂。某公司生产的一批带肋钢筋，牌号为HRB400，规格爹25 mill，在进行弯钩、反弯时材料出现脆断。之后技术人员从发生脆断的材料轧制号6902627的第12搁中随机取钢筋一根分成两个样在现场进行冷弯、反弯试验，结果材料没有发生脆断，又从已经发生脆断的钢筋中取三支试样进行反弯时，三支试样均发生脆断。从第ll拥的一根钢筋中取样2支现场进行冷弯、反弯试验，材料均发生脆断。改用弯心85 rain，从有问题的拥取4支进行90。正弯、200反弯和90。正反弯均未见裂纹等缺陷，更没有断裂；找到原断裂后余样二截进行85 mm弯心正反弯也未见缺陷和断裂。
2.原因分析。HRB400螺纹钢冷弯断裂分析。对HRB400螺纹钢冷弯断裂中部分钢筋试样进行了检验：光谱分析化学成分结果见表l（其中1’为冷弯不断试样）；试样拉伸结果对比见表2；夹杂分析结果见表3；能谱扫描结果见表4；气体分析结果见表5。
表5气体分析结果
3.结果讨论。HRB400螺纹钢冷弯断裂检验结果讨论。从以上检验结果可知：7支试样成分都正常，没有明显偏析并与初始结果接近；断样和冷弯不断样的拉伸结果均正常且延伸率较高。表现出非脆断的性能。本次试验结果与初始结果比较，屈服强度下降、抗拉强度稍下降、延伸率提高，正是性能时效反映结果；金相组织存在有害的魏氏组织。最高达1.5级的是正常不断样。表明魏氏组织对钢筋性能有影响，但不是断裂的主要原因。存在C类硅酸盐类夹杂，一般2.0级和1.5级。最高达5.0级非常严重，另外存在球类夹杂物和大颗粒夹杂物且宽度超标；含氧量较低，含氮量较高；能谱分析显示，主要夹杂为Na、Ca、Si等硅酸类、A10等冷裂纹产生夹杂，另外有部分硫化物、氧化物金属夹杂。对轧钢工艺进行复查。轧制过程中没有明显不符合工艺规程等规定的操作。综合分析：钢筋中局部含有较高的硅酸盐类和氧化铝类变形性指数低类夹杂.钢筋在冷弯变形过程中尤其是在小弯心弯曲过程中使钢筋产生冷裂纹而反弯断裂。因此断裂的主要原因是使用不当、弯心过小：内部原因（其他钢筋小弯心不断而此钢筋断的主要原因）是材质中局部非金属夹杂高：
4.改进措施。通过对以上螺纹钢质量的研究分析，可归纳出：螺纹钢断裂均存在钢内带有非金属杂夹。改进措施：（1）大颗粒夹杂（os类）在中间包内的级别仍偏高，说明严格按工艺要求控制好中问包液而高度，尽可能避免抢接造成的低液面；保持结晶器液面的稳定。防止卷渣是保证螺纹钢质量稳定的关键。（2）提高一次冷却强度，包括：增加结晶器进水流量和压力。降低进出水温差；重新制订结晶器铜管报废标准：定期检测铜管磨损程度，调节水缝宽度.完善结晶器使用和维护台帐；保证出结晶器坯壳有足够的厚度及均匀性.从源头上防止产生裂纹和脱方。
钢内带有非金属杂夹以及铸坏柱状晶发达是几次断裂的主要影响因素。发现存在的问题后，相关单位及时对方螺纹钢相应工艺设备进行了调整改进，之后一段时间内，HRB400及其它钢种均未发生明显的断裂事件，螺纹钢的质量得到明显改善。
参考文献
[1]秦雨.螺纹钢质量影响因素分析及改进研究[J].金属材料与冶金工程，2017（04）.
[2]马涛.螺纹钢质量影响因素分析及改进研究[J].涟钢科技与管理，2017（01）.
[3]李茹.螺纹钢的质量问题亟待解决[J].法制与经济（中旬刊），2017（01）.
论文作者:马涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/9/12
标签：螺纹钢论文; 钢材论文; 钢筋论文; 含量论文; 性能论文; 钢坯论文; 试样论文; 《建筑学研究前沿》2019年11期论文;