簾線鋼開卷斷裂原因分析與改善措施

桂江兵 蔣躍東 吳 超 夏艷花 孫宜強

（武漢鋼鐵（集團）公司研究院 湖北 武漢：430080）

簾線鋼是汽車子午線輪胎的主要材料，用于提高輪胎的安全性、耐磨性以及耐疲勞性能，主要加工工藝為：開卷→除鱗（去氧化鐵皮）→粗拉→熱處理→中拉→電鍍、熱處理→濕拉→捻股。2011年，某廠生產的簾線鋼（牌號為LX82A，成分見表1）在開卷、除鱗的過程中斷絲頻繁，遂郵寄斷口試樣至項目組進行分析。利用金相顯微鏡、掃描電鏡對斷口試樣進行分析，找到了簾線鋼開卷斷裂的原因，并制定了改善措施。

表1 化學成分（wt%）

1 檢驗方法及結果

隨機抽取1個斷口試樣，對其進行超聲波清洗后拍照，宏觀形貌見圖1。

圖1 斷口宏觀形貌

圖1可見，該斷口十分平整，斷口附近的表面有機械損傷的痕跡，斷口無明顯塑性形變。

靠近斷口附近分別制取橫截面試樣和縱截面試樣，縱截面試樣拋光后在金相顯微鏡下觀察，可見明顯微裂紋，見圖2，用3%硝酸酒精浸蝕后觀察，該試樣表層裂紋處有硬化層存在，見圖3。

磨制、拋光橫截面試樣并進行3%硝酸酒精浸蝕后，試樣同樣可見硬化層，見圖4。

圖4 橫截面試樣的硬化層

觀察橫截面試樣的金相組織，結果見圖5，為索氏體＋珠光體＋網狀鐵素體。

圖5 橫截面試樣金相組織

為了進一步分析該斷口試樣的高倍組織，利用掃描電鏡對腐蝕后的橫截面試樣進行珠光體形貌分析，結果見圖6。

圖6 珠光體形貌

圖6可見，放大1500倍時，珠光體球團之間可見大量網狀鐵素體組織，同時兩球團之間珠光體片層較為粗大。

2 分 析

簾線鋼LX82A屬于過共析鋼，正常組織為索氏體＋珠光體，該組織相對亞共析鋼珠光體＋鐵素體的組織來說，強度較高、而塑性較差，因此抵抗裂紋擴展的能力較亞共析鋼差［1］，同時斷口試樣中珠光體球團之間存在的大量的網狀鐵素體組織加劇了微裂紋的擴展，因此，在開卷過程中，由于受到外力的作用，該微裂紋很容易快速擴展，從而導致開卷斷裂。可以說，盤條表面存在的微裂紋是導致盤條斷裂的主要原因，而珠光體片球團之間存在的大量網狀鐵素體組織是導致盤條斷裂的次要原因。

3 措施與效果

通過分析可知，盤條表面存在的微裂紋是導致盤條斷裂的主要原因，而珠光體片球團之間存在的大量網狀鐵素體組織是導致盤條斷裂的次要原因。因此，措施制定主要從減少盤條表面微裂紋、減少珠光體球團之間網狀鐵素體組織兩個方面同時入手，采取的具體措施見表2。

表2 措施制定

為了降低相變中的冷卻速度，對高線廠斯太爾摩線的輥道速度、風機風量進行了調整，具體調整工藝是：將入口輥道速度降至原來的一半，同時將3＃至6＃風機風量降低至50%以下。另外，將吐絲溫度提高到900℃～920℃。對工藝調整后的盤條重新進行珠光體形貌分析，結果見圖7。圖7可見，工藝調整后，珠光體球團之間的網狀鐵素體組織明顯減少。另外，通過調整集卷處插桿的垂直度，減少盤條在C型鉤上的摩擦，盤條表面微裂紋也大大減少。

圖7 工藝調整后的珠光體形貌

4 結 論

（1）盤條表面存在的微裂紋是導致盤條斷裂的主要原因，而珠光體片球團之間存在的大量網狀鐵素體組織是導致盤條斷裂的次要原因。

（2）調整集卷處插桿的垂直度、減少盤條在C型鉤上的摩擦可以減少盤條表面的微裂紋，提高吐絲溫度、降低相變中的冷卻速度可以使珠光體球團之間的網狀鐵素體組織大大減少。

［1］崔忠圻.金屬學與熱處理［M］.北京：冶金工業出版社，2001.

［2］王有銘，李曼云，韋 光.鋼材的控制軋制和控制冷卻［M］.北京：冶金工業出版社，1995

［3］高少東，段小勇.線材生產中的控制軋制和控制冷卻［J］.科技情報開發與經濟，2001，11（4）.

［4］陳瑞飛.線材生產中的控制軋制和控制冷卻技術［J］.現代機械，2011，（2）：87－90.

［5］王伯文.82A鋼高速線材控制冷卻工藝的優化［J］.特殊鋼，2009，（30）：14－16.