HRB400盤螺力學性能分析研究

王新路

摘 要：本文通過對高線盤螺大量地進行對比試驗摸索，全方位采集試驗數據，對盤螺不同部位、不同力學性能及之間的關系、通條性及時效性等進行科學分析研究，以實現盤螺生產效益的最大化。

關鍵詞：盤螺；力學性能

盤螺是公司的主要產品之一，隨著其產量日趨增加，研究其規定非比例延伸強度Rp0.2值與其它性能指標之間的科學關系，以及如何控制化學成分及軋鋼工藝，保證規定非比例延伸強度Rp0.2值滿足標準要求顯得尤為重要。

本文通過對高線盤螺大量地進行對比試驗摸索，全方位采集試驗數據，對盤螺不同部位、不同力學性能及之間關系、通條性及時效性等進行科學分析研究，以實現盤螺生產效益的最大化。

1 不同試驗機測得力學性能的關系

同一時間段、同一圈盤螺分成若干小段分別編號，分別在同一型號，不少于三臺拉伸試驗機上進行試驗。

鋼牌號及規格：HRB400 ∮8mm、試驗標準：GB/T228-2002、試驗溫度：22-23℃，對比試驗平均每半月1次。

1）屈服值在405 MPa～425 MPa之間，最大值和最小值相差20 MPa，平均值為416.67MPa；抗拉強度值在615 MPa～625 MPa之間，最大值與最小值相差10MPa，平均值為619.17MPa；伸長率值在27.5～33.5%之間，平均值為30.5%。

2）試驗數值比較平穩，屈服值偏差在20 MPa左右，抗拉強度值在10 MPa左右，影響試驗數值偏差的因素主要是試驗機、試驗環境及試驗操作等不可避免因素的存在。

2 不同取樣部位的力學性能關系

對同一卷盤螺頭、中、尾部分別進行一定數量對比試驗，來檢查盤螺通條性，即整根盤螺不同部位力學性能穩定性。

中頭部試樣是指在盤螺剛出集卷站，C型鉤開口方向頭1圈試樣，中部試樣是指在第20圈左右取樣，尾部試樣是指靠近C型鉤底部頭1圈試樣。這樣取樣和軋制方向相一致，能夠很好反應出鋼材在每個不同軋制時期物理性能特征。其次，我們取樣時剔除了試樣搭接點，因為該處試樣溫度降低緩慢，鋼材的晶粒相應比較大，物理性能值偏低。

1）無論是屈服強度還是抗拉強度，頭部取樣其試驗結果與中部取樣其試驗結果基本相同，中部試樣試驗結果略大于頭，但不是太明顯；尾部試樣的屈服值和抗拉值都高于頭部試樣和中部試樣，大約在10MPa左右，主要是由于尾部盤螺的冷卻速度快于頭部和中部盤螺，和生產工藝基本吻合。

2）頭部取樣基本能夠反應鋼材的物理性能，鋼材的通條性比較好。

3 屈服強度與規定非比例延伸強度關系

加倍取樣在同一臺電液伺服試驗機上對其進行拉伸試驗，積累大量試驗數據，來摸索盤螺的屈服強度（Rel）、規定非比例延伸強度（Rp0.2）、抗拉強度（Rm）、斷后伸長率（A）等性能指標之間關系。

以下是對HRB400規格為∮8mm的試樣連續跟蹤一個月試驗數據，該對比試驗采取隨機抽檢方法，即每天上、下午各隨機抽檢2批試樣。

1）屈服強度在400MPa～475 MPa之間，波動量為75 MPa，平均值為431 MPa；規定非比例延伸強度在350 MPa～415 MPa之間，波動量為65 MPa，平均值為381 MPa；抗拉強度在575 MPa～645 MPa之間，波動量為70 MPa，平均值為610 MPa；屈服強度受不確定因素影響比較多如材料的成分、組織、狀態、溫度和加載速度等，其對這些因素的影響十分敏感，而規定非比例延伸強度RP0.2更加敏感，它不僅受上訴因素影響，而且還受試樣拉伸曲線圖的準確性及兩點法中P1和P2選擇等因素的影響。規定非比例延伸強度Rp0.2（MPa）值波動性比較大，它的變化范圍在350 ～415 MPa之間，說明它對不確定因素的反應比較敏感，需要我們大量采集數據，摸索它的變化規律。

2）抗拉強度值高，所對應的屈服強度值和規定非比例延伸強度值也基本偏高，但比較穩定，主要和鋼材的彈性模量E有關。抗拉強度可以作為比較試驗機數據準確與否的主要數據。

3）屈服強度與規定非比例延伸強度的波動量相差不多，約為50MPa，且兩者的變化趨勢基本相同。

4 宣鋼與國家實驗室對比

為了驗證規定非比例延伸強度Rp0.2及抗拉強度等性能指標試驗數值的穩定性，我們把一根盤螺截成6節，分別進行了編號，宣鋼試驗室和兩個國家試驗室分別做兩根試樣，對試驗結果進行對比，其結果如下表1。

其三家試驗結果基本相近，說明我公司試驗人員的操作手法及試驗機的穩定性等不穩定因素影響比較小。

5 總結

1）鋼材性能主要取決于鋼材的組織結構及化學成分，因此通過煉鋼穩定鋼的成分，降低成分偏析，以及控制軋制生產工藝過程，從而實現對鋼材組織狀態的控制，獲得穩定的力學性能。

2）鋼筋時效前與時效后的力學性能指標會發生一定變化，應該考慮鋼材出廠的時效性，降低公司與用戶檢驗差異。提高公司產品出廠的力學性能指標。

3）規定非比例延伸強度Rp0.2（MPa）值不穩定性比較強，說明它對不確定因素比較敏感，需要我們大量的采集數據，摸索它的規律。