鄂鋼φ40HRB500E螺紋鋼冷彎開裂原因分析
2014-08-04 14:54:12
1、前言
為了滿足重點(diǎn)工程對(duì)高強(qiáng)度（ReL≥400MPa）、大規(guī)格（φ＞36mm），鄂鋼于2011年采用“電爐→棒材”工藝進(jìn)行了φ40HRB500E試驗(yàn)研究。通過對(duì)成品材成分分析，找出了影響冷彎開裂的主要原因，通過加強(qiáng)對(duì)S含量的控制，保證了鋼筋冷彎性能。
2、工藝流程及成分設(shè)計(jì)
2.1、工藝流程
裝料（兌鐵水、啟動(dòng)康斯迪傳送帶加廢鋼）→70t康斯迪電爐→（降電極送電）→吹氧熔化→噴碳、加渣料造渣、流渣→吹煉終點(diǎn)測(cè)溫取樣→傾爐出鋼并脫氧合金化→70tLF精煉→連鑄→坯料驗(yàn)收→入爐→加熱→出爐→高壓水除鱗→粗軋（φ750×2+φ650×3+φ550×3，平、立交替）→1#飛剪切頭尾、碎斷→中軋（φ550×1+φ450×3，平、立交替）→2#飛剪切頭尾、碎斷→精軋（φ450×2+φ350×4，平、立交替，16#、18#平立可轉(zhuǎn)換）→測(cè)徑儀、3#飛剪倍尺剪切→冷床冷卻→冷剪→取樣、檢驗(yàn)→橫移→計(jì)數(shù)→打捆→吊運(yùn)、入庫。
2.2、成分設(shè)計(jì)
根據(jù)強(qiáng)化機(jī)理及綜合成本，決定采用VN合金進(jìn)行微合金強(qiáng)化，具體要求如表1：
表1：HRB500Eφ40成分/wt%
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成分
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C
|
Mn
|
Si
|
P
|
S
|
V
|
Ceq
|
|
國(guó)標(biāo)
|
≤0.25
|
≤1.60
|
≤0.80
|
≤0.045
|
≤0.045
|
-
|
≤0.055
|
|
內(nèi)控
|
0.18~0.25
|
1.20~1.60
|
0.35~0.75
|
≤0.040
|
≤0.040
|
0.08~0.15
|
≤0.054
|
3、質(zhì)量問題
經(jīng)冶煉、軋制，進(jìn)行成品檢驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)冷彎后有開裂現(xiàn)象。
4、原因分析
4.1、成分分析如表2
表2：試驗(yàn)鋼筋成分/wt%
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元素
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爐號(hào)
|
C
|
Mn
|
Si
|
P
|
S
|
Ceq
|
|
冶煉
|
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：試驗(yàn)鋼筋性能
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爐號(hào)
|
規(guī)格/牌號(hào)
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ReL/MPa
|
R0eL/ ReL
|
Rm/MPa
|
強(qiáng)屈比
|
A/%
|
Agt/%
|
冷彎
|
|
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：試驗(yàn)鋼筋金相檢驗(yàn)
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爐號(hào)
|
規(guī)格/牌號(hào)
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非金屬夾雜物
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組織
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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
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高倍檢驗(yàn)如圖1、圖2。
圖1：A類夾雜物3.0級(jí)
圖2：鐵素體晶粒度9.0級(jí)
4.4、分析意見
以上分析表明：①熔煉成分與成品成分有較大的偏析；②A類夾雜物較多。從標(biāo)準(zhǔn)-實(shí)物質(zhì)量對(duì)照分析可知，以上因素是導(dǎo)致冷彎開裂的主要原因。
5、改進(jìn)措施及效果
5.1、改進(jìn)措施
①收緊S的控制范圍（S/wt%≤0.035）；
②確保精煉（爐后）吹Ar時(shí)間。
5.2、效果
經(jīng)過控制有害元素，穩(wěn)定精煉（爐后）吹Ar時(shí)間，經(jīng)檢驗(yàn)，冷彎性能全部合格。
6、結(jié)語
（1）S含量偏析、A類夾雜物較多是導(dǎo)致冷彎開裂的主要原因；
（2）加嚴(yán)S的控制范圍、保證精煉（爐后）吹Ar時(shí)間，能保證鋼筋冷彎性能。
收稿時(shí)間：2013年
來源：鄂鋼
