控軋控冷工藝對HRB500E盤螺組織性能的影響

宋 強，劉 維，葛啨啨，孫 凱

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司特鋼公司 ， 安徽 馬鞍山 243000）

控軋控冷工藝對HRB500E盤螺組織性能的影響

宋 強，劉 維，葛啨啨，孫 凱

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司特鋼公司 ， 安徽 馬鞍山 243000）

采用優化的控軋控冷工藝生產500MPa級抗震盤螺，獲得均勻的鐵素體+珠光體組織，有效改善抗震盤螺性能波動、大幅提高Agt指標合格率

控軋控冷；金相組織；力學性能

1 前言

目前螺紋鋼筋的生產工藝主要是以直條為主，直條螺紋鋼筋由于在施工中鋼筋利用率較低、成本較高，很多企業開始用高速線材軋機生產小規格螺紋鋼筋，以盤卷形式交貨，主要以小規格φ6～14mm為主。隨著高層建筑、重要工程對HRB500E高強度抗震盤螺的需求增加，國家產業政策也要求推廣高強度抗震盤螺的應用。用高速線材軋機生產小規格500MPa級高強度抗震盤螺時，高強度抗震盤螺的重要力學性能指標，最大力總伸長率波動較大、很難控制，造成大量廢品。盤螺生產過程中通條冷卻均勻性不如直條螺紋鋼筋，同時盤螺取樣校直后力學性能檢驗中最大力總伸長率遠低于直條螺紋鋼筋，而且同圈性能波動大。由于高速線材軋機風冷線冷卻能力較強，控制范圍較寬，當軋制過程及軋后冷卻控制不當時，在盤螺上易產生貝氏體、馬氏體組織，造成最大力總伸長率下降，給高強度抗震盤螺盤螺的使用帶來風險。

2 HRB500E盤螺生產工藝流程

盤螺產品生產工藝流程：高爐鐵水→鐵水預處理→轉爐冶煉→連鑄（140×140方坯）→加熱爐→除鱗→控軋控冷→集卷→打捆→成品入庫。

3 HRB500E盤螺試生產結果

3.1 鋼的化學成分

根據GB1499.2-2007的規定，確定了試驗鋼的化學成分見表1。

表1 化學成分及碳當量（熔煉分析）要求（%）

3.2 力學性能

分別采用二種控軋控冷工藝（1#和2#）進行軋制∮10mm規格HRB500E盤螺。按1#工藝軋制∮10mm規格HRB500E盤螺，不同軋制批號同圈力學性能結果見表2；按2#工藝軋制∮10mm規格HRB500E盤螺，不同軋制批號同圈力學性能結果見表3。

表2 力學性能結果

表3 力學性能結果

3.3 金相組織

采用1#控軋空冷工藝生產的盤螺表面組織為鐵素體+珠光體+少量貝氏體見圖1，盤螺心部組織為鐵素體+珠光體+貝氏體+馬氏體見圖2.采用2#控軋空冷工藝生產的盤螺表面組織為鐵素體+珠光體見圖3，盤螺心部組織為鐵素體+珠光體見圖4。

圖1 盤螺表面組織×500

圖2 盤螺心部組織×500

圖3 盤螺表面組織×500

圖4 盤螺心部組織×500

4 討論分析

在500MPa級抗震盤螺生產過程中，遇到的主要問題是HRB500E5 結論

盤螺出現力學性能的不穩定、同圈性能差異大、Agt指標合格率低問題，特別是Agt指標波動大、合格率低導致批量判廢。對比盤螺與直條螺紋鋼的生產工藝，主要是軋后冷卻形式不同。盤螺在風冷線上冷卻過程中，由于搭接點的存在，通條冷卻均勻性與直條螺紋鋼相比有較大差距。試驗研究發現，盤螺組織中珠光體分布不均勻，表面、心部有貝氏體，心部甚至有馬氏體，是導致力學性能波動大、同圈性能差異大、Agt指標不合格率高的主要原因。控制盤螺組織是改善盤螺性能波動、提高、Agt指標的有效方法。設計的二種控軋控冷工藝（1#和2#工藝），可以明顯看出：1#工藝生產的盤螺無論是不同批號之間還是同圈之間性能波動都較大，而且部分Agt指標不合格［1］。從金相組織可以看出盤螺表面組織有少量貝氏體，心部則有貝氏體和馬氏體產生見圖1、圖2。2#工藝生產的盤螺無論是不同批號之間還是同圈之間性能波動都較小，Agt指標全部合格波動小而且有較大富裕量。從金相組織可以看出盤螺表面、心部組織均為鐵素體+珠光體［2］見圖3、圖4.

500MPa級抗震盤螺性能波動大、Agt指標不合格率高的主要原因，是盤螺表面和心部產生貝氏體和馬氏體組織造成的，通過調整控軋控冷工藝，改善盤螺表面和心部組織，獲得均勻的鐵素體+珠光體組織，可以有效改善抗震盤螺性能波動，大幅提高Agt指標合格率，保證盤螺的抗震性能滿足高強度抗震盤螺盤螺的使用要求。

［1］樊東黎，徐躍明，佟曉輝主編.熱處理技術數據手冊［K］.

［2］肖金華.HRB500高強度盤螺軋制工藝開發與生產實踐［J］.中國冶金.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.045

宋強（1962-），男，上海人，正高級工程師，現為中國金屬學會高速線材分會技術委員會委員，主要從事高速線材產品開發研究。