鄂钢φ40HRB500E螺纹钢冷弯开裂原因分析
2014-08-04 14:54:12
1、前言
为了满足重点工程对高强度（ReL≥400MPa）、大规格（φ＞36mm），鄂钢于2011年采用“电炉→棒材”工艺进行了φ40HRB500E试验研究。通过对成品材成分分析，找出了影响冷弯开裂的主要原因，通过加强对S含量的控制，保证了钢筋冷弯性能。
2、工艺流程及成分设计
2.1、工艺流程
装料（兑铁水、启动康斯迪传送带加废钢）→70t康斯迪电炉→（降电极送电）→吹氧熔化→喷碳、加渣料造渣、流渣→吹炼终点测温取样→倾炉出钢并脱氧合金化→70tLF精炼→连铸→坯料验收→入炉→加热→出炉→高压水除鳞→粗轧（φ750×2+φ650×3+φ550×3，平、立交替）→1#飞剪切头尾、碎断→中轧（φ550×1+φ450×3，平、立交替）→2#飞剪切头尾、碎断→精轧（φ450×2+φ350×4，平、立交替，16#、18#平立可转换）→测径仪、3#飞剪倍尺剪切→冷床冷却→冷剪→取样、检验→横移→计数→打捆→吊运、入库。
2.2、成分设计
根据强化机理及综合成本，决定采用VN合金进行微合金强化，具体要求如表1：
表1：HRB500Eφ40成分/wt%
|
成分
|
C
|
Mn
|
Si
|
P
|
S
|
V
|
Ceq
|
|
国标
|
≤0.25
|
≤1.60
|
≤0.80
|
≤0.045
|
≤0.045
|
-
|
≤0.055
|
|
内控
|
0.18~0.25
|
1.20~1.60
|
0.35~0.75
|
≤0.040
|
≤0.040
|
0.08~0.15
|
≤0.054
|
3、质量问题
经冶炼、轧制，进行成品检验时，发现冷弯后有开裂现象。
4、原因分析
4.1、成分分析如表2
表2：试验钢筋成分/wt%
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元素
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炉号
|
C
|
Mn
|
Si
|
P
|
S
|
Ceq
|
|
冶炼
|
A
|
0.22
|
1.52
|
0.56
|
0.019
|
0.040
|
0.47
|
|
成品
|
0.23
|
1.51
|
0.57
|
0.018
|
0.046
|
0.48
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4.2、性能分析如表3
表3：试验钢筋性能
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炉号
|
规格/牌号
|
ReL/MPa
|
R0eL/ ReL
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Rm/MPa
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强屈比
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A/%
|
Agt/%
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冷弯
|
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A
|
φ40/HRB500E
|
525
|
1.05
|
670
|
1.276
|
12.5
|
12
|
不合
|
|
530
|
1.06
|
670
|
1.264
|
15.0
|
11.1
|
不合
|
4.3、金相分析如表4
表4：试验钢筋金相检验
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炉号
|
规格/牌号
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非金属夹杂物
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组织
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晶粒度/F
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|||
|
A
|
φ40/HRB500E
|
A3.0
|
B0.5
|
C0
|
D1.0
|
F+P
|
9.0
|
高倍检验如图1、图2。
图1：A类夹杂物3.0级
图2：铁素体晶粒度9.0级
4.4、分析意见
以上分析表明：①熔炼成分与成品成分有较大的偏析；②A类夹杂物较多。从标准-实物质量对照分析可知，以上因素是导致冷弯开裂的主要原因。
5、改进措施及效果
5.1、改进措施
①收紧S的控制范围（S/wt%≤0.035）；
②确保精炼（炉后）吹Ar时间。
5.2、效果
经过控制有害元素，稳定精炼（炉后）吹Ar时间，经检验，冷弯性能全部合格。
6、结语
（1）S含量偏析、A类夹杂物较多是导致冷弯开裂的主要原因；
（2）加严S的控制范围、保证精炼（炉后）吹Ar时间，能保证钢筋冷弯性能。
收稿时间：2013年
来源：鄂钢
