82B盤條拉拔脆斷原因分析及改進(jìn)措施

摘 要：盤條拉拔脆斷問題是較為突出的一類盤條生產(chǎn)問題。82B盤條作為一種常見盤條，應(yīng)用范圍較廣，展開相應(yīng)的分析和研究，有助于找到拉拔脆斷的實(shí)際原因，進(jìn)而提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，提升盤條生產(chǎn)的專業(yè)化水平，體現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)的經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：82B盤條；生產(chǎn)；拉拔脆斷

引言

82B盤條具有強(qiáng)度高、松弛預(yù)應(yīng)力低等特點(diǎn)，金屬加工生產(chǎn)行業(yè)中主要運(yùn)用的原料之一。該盤條加工后的成品主要應(yīng)用于基建領(lǐng)域，具有經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、實(shí)用性突出等特點(diǎn)。在82B盤條生產(chǎn)加工的拉拔過程中容易出現(xiàn)脆斷現(xiàn)象，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量，導(dǎo)致后期的使用效果下降。而展開82B盤條拉拔脆斷原因分析及改進(jìn)措施的研究，有助于后期提升生產(chǎn)加工質(zhì)量，進(jìn)而提升生產(chǎn)實(shí)效性，確保生產(chǎn)能夠達(dá)到預(yù)期的一個(gè)效果水平，使生產(chǎn)作業(yè)的經(jīng)濟(jì)性和工業(yè)效應(yīng)得到體現(xiàn)，確保生產(chǎn)企業(yè)能夠獲取實(shí)際效益。

1 造成82B盤條拉拔脆斷原因分析

造成82B盤條拉拔脆斷原因較多，總體歸納具體是四方面的主要原因。只有對這些造成拉拔脆斷的原因進(jìn)行細(xì)致的剖析和研究，才能確保后期工藝改良取得實(shí)效，使生產(chǎn)的工藝水平和成品質(zhì)量得到保證。

1.1 網(wǎng)狀滲碳體組織存在造成盤條拉拔脆斷

本次研究對拉拔過程中出現(xiàn)過脆斷的材料和拉拔正常完成的盤條分別進(jìn)行了取樣試驗(yàn)，展開相應(yīng)的金相檢驗(yàn)分析。分析結(jié)果顯示，存在拉拔脆斷現(xiàn)象的盤條中存有明顯的網(wǎng)碳金相組織，而反觀拉拔工藝正常完成的盤條，其內(nèi)部基本無網(wǎng)碳金相組織（圖1）。

圖1

滲碳體是一種較為常見的合物相，其具有較高的硬度，在珠光體和鐵素體組織當(dāng)中滲碳體對成品的強(qiáng)度起到關(guān)鍵作用，但其延伸率相對是非常低的，發(fā)生較大延伸時(shí)通常都會造成后期的斷裂源，進(jìn)而形成杯錐狀斷口。而對于82B這類過共析鋼而言，當(dāng)鋼材從奧氏體相以相對慢的速度冷卻時(shí)，首先其在奧氏體晶界形成滲碳體，最終會以網(wǎng)狀滲碳體的狀態(tài)存在于索氏體的晶體位置。網(wǎng)狀的滲碳體對盤條拉拔組織有著非常大的影響，是容易產(chǎn)生斷裂源的位置，往往下一步就會出現(xiàn)拉拔斷裂。網(wǎng)狀滲碳體的形成除了與奧氏體冷卻速度有直接的關(guān)系外，其還與方坯的碳偏析具有聯(lián)系。盤條當(dāng)中的局部碳含量高與低，直接關(guān)乎到滲碳體的范圍大小，盤條當(dāng)中局部碳含量越高，則局部形成網(wǎng)狀滲碳體的條件更加充沛。因此，消除盤條中滲碳體形成條件成為提升成品品質(zhì)的關(guān)鍵舉措。通過加快奧氏體冷卻速度是有效避免二次網(wǎng)狀滲碳體析出的重點(diǎn)所在。

1.2 馬氏體組織

馬氏體產(chǎn)生，容易導(dǎo)致在盤條軋制過程中產(chǎn)生破碎造成裂紋源。中心馬氏體產(chǎn)生的主要原因是鑄坯中心C、Mn合金元素偏析，且又是穩(wěn)定奧氏體狀態(tài)的元素，從而造成盤條中心的c曲線比其表面的c曲線更靠右，使中心部位冷卻速度低于盤條表面，導(dǎo)致奧氏體保持到較低的溫度，低溫轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。①馬氏體是硬脆相，軋制過程中容易形成應(yīng)力集中點(diǎn)，成為裂紋源。

1.3 盤條內(nèi)部大顆粒夾雜物

鋼材當(dāng)中非金屬夾雜物的存在，直接破壞了鋼基體的連續(xù)性，使剛組織出現(xiàn)不均勻問題，對鋼材后期使用造成直接性能方面的影響。鋼中非金屬夾雜物主要有內(nèi)生夾雜和外來夾雜兩類。外來夾雜物的顆粒通常較大，在鋼當(dāng)中的實(shí)際分布較為隨意，而內(nèi)生夾雜物的顆粒更加細(xì)小，其分布也相對較為均勻。直接降低鋼質(zhì)量關(guān)鍵的內(nèi)部夾雜物使大顆粒夾雜物，大顆粒夾雜物直徑一般在50um以上，而大顆粒夾雜物周邊也是產(chǎn)生拉拔應(yīng)力的集中區(qū)，容易因此產(chǎn)生拉拔脆斷問題。

1.4 造成拉拔脆斷的其他原因

其一是盤條表面質(zhì)量問題。盤條表面存在結(jié)疤、裂紋等缺陷，進(jìn)而容易導(dǎo)致拉拔過程中出現(xiàn)脆斷問題。缺陷部分通常都是應(yīng)力集中點(diǎn)，容易在此處導(dǎo)致斷裂。

其二是拉拔工藝問題。拉拔工藝不到位或者選擇不當(dāng)也容易因此產(chǎn)生斷裂。如在實(shí)際生產(chǎn)中潤滑不到位，使盤條拉拔時(shí)其表面磷化膜脫落嚴(yán)重，后期成為裂紋，產(chǎn)生脆斷。

2 優(yōu)化生產(chǎn)工藝相關(guān)措施分析

2.1 網(wǎng)狀滲碳體組織的存在

從實(shí)際生產(chǎn)和研究成果可知，鑄坯成分偏析網(wǎng)狀滲碳體形成的直接原因是盤條原材料成分偏析造成的。82B盤條網(wǎng)狀滲碳體實(shí)際控制工作在軋鋼工序中，應(yīng)主要從加熱和控冷兩方面入手。一是加熱方面，鋼坯在爐加熱二段溫度控制要符合工藝要求，爐溫控制在1100℃至1250℃，總體爐內(nèi)時(shí)間要大于兩小時(shí)。二是控冷方面則要加速讓盤條溫度下降至900℃以下，進(jìn)而有效避開網(wǎng)碳敏感區(qū)間段。通過上述措施能夠有效降低網(wǎng)狀滲碳體的形成概率，減少后期拉拔脆斷的頻次。

2.2 盤條內(nèi)部大顆粒夾雜物的存在

82B盤條當(dāng)中的內(nèi)部大顆粒夾雜物控制，可采取以下三方面的措施：其一是進(jìn)一步有效控制澆次爐數(shù)，避免因后期耐材侵蝕進(jìn)入鋼水后產(chǎn)生顆粒夾雜物。其二是要優(yōu)化工藝節(jié)奏。在鑄機(jī)恒速拉鋼，注重工藝的規(guī)范性，及時(shí)對可能卷渣鑄坯部位進(jìn)行切除。其三是要加強(qiáng)結(jié)晶器的設(shè)備維護(hù)。在日常使用過程中要強(qiáng)化對結(jié)晶器等自動設(shè)備的控制維護(hù)，避免在結(jié)晶工藝中產(chǎn)生卷渣。

2.3 控制軋鋼工藝

在實(shí)際的82B盤條軋制過程中，應(yīng)著重對金屬加熱制度、溫度制度和變形制度進(jìn)行有效控制，進(jìn)而使熱塑性變形與固態(tài)相變結(jié)合起來，獲取到細(xì)小的晶粒組織，使成品的綜合力學(xué)達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，控制軋制工藝還應(yīng)注重對軋制工藝參數(shù)的實(shí)際控制，細(xì)化變形奧氏體晶粒，經(jīng)過奧氏體向鐵素體的珠光體轉(zhuǎn)變，形成細(xì)化的鐵素體晶粒和較為細(xì)小的珠光體球團(tuán)，進(jìn)而全面有效提升鋼成品的強(qiáng)度和韌性。

3 優(yōu)化工藝后生產(chǎn)效果反饋

通過一系列工藝和生產(chǎn)優(yōu)化策略，能夠明顯控制網(wǎng)碳等實(shí)際問題，減少大顆粒夾雜數(shù)量，進(jìn)而能夠避免在后期生產(chǎn)加工中產(chǎn)生拉拔脆斷等問題，提升生產(chǎn)的整體質(zhì)量和水平。

82B盤條作為使用率非常高的一類盤條，不斷提升其加工生產(chǎn)工藝水平是各家生產(chǎn)企業(yè)需著重思考的問題.只有切實(shí)解決尚存的網(wǎng)狀滲碳體、馬氏體等實(shí)際問題，才能使后期生產(chǎn)加工質(zhì)量更具保障，更好體現(xiàn)出盤條生產(chǎn)加工的經(jīng)濟(jì)效益與工業(yè)價(jià)值。

4 結(jié)束語

從82B盤條拉拔脆斷實(shí)際產(chǎn)生原因來看，造成其后期加工拉拔脆斷的問題集中在網(wǎng)碳、馬氏體、大顆粒夾雜物及生產(chǎn)工藝不當(dāng)?shù)确矫妗ａ槍?shí)際存在的問題，采取相應(yīng)的措施，從煉鋼、軋鋼等環(huán)節(jié)入手提升生產(chǎn)品質(zhì)，成為降低82B盤條后期深加工過程中拉拔脆斷頻率的關(guān)鍵之舉。

注釋

①陳方玉.線材脆性斷裂原因分析[J].武鋼技術(shù)，2005（6）.

參考文獻(xiàn)

[1]李平，王雷，周青峰.82B中心網(wǎng)狀滲碳體產(chǎn)生原因及改善方法[J].鋼鐵研究學(xué)報(bào)，2014（9）.

[2]陳輝，張立，趙素，等.連鑄中心偏析控制研究進(jìn)展[J].熱加工工藝，2012（9）.

[3]李祥才，閆立新，周祥，等.降低胎圈鋼絲用C82DA盤條網(wǎng)狀滲碳體級別研究[J].金屬制品，2011（5）.

[4]蔡紅，盧軍，王志明，等.滲碳體的結(jié)構(gòu)和一次滲碳體形態(tài)的研究[J].熱處理，2010（2）.

[5]呂知清.鋼中滲碳體特性的理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究[J].材料導(dǎo)報(bào)，2009（12）.