82B盘条网状渗碳体形成原因及控制措施探析

为探明Φ12.5 mm 82B硬线盘条网状渗碳体形成机理,采用碳元素分析与金相组织检测相结合的方法,研究盘条径向上碳元素分布规律及不同级别网状渗碳体的显微金相组织。研究结果表明:在铸坯冷却过程中渗碳体沿奥氏体晶界析出,而w(C)高是形成网状渗碳体的主要原因,在盘条径向上w(C)呈抛物线规律分布,w(C)随距中心点距离的增大先升高后降低,在距中心点4~4.5 mm的点位上w(C)达到峰值,最高为0.827%,C偏析指数为1.02;网状渗碳体等级随着w(C)增大而升高,当网状渗碳体达到2级时,晶界处存在较强的应力集中,裂纹快速发展,盘条的质量大幅降低,引发拉拔脆断;通过优化控冷参数,1级以下级别网碳出现概率提高了4.73%,达到96.33%,钢材质量均匀性大幅提升。

82B高碳钢盘条连续冷却转变曲线的测定及其相变规律

采用GLEEBLE3800型热模拟试验机对82B高碳钢盘条进行连续冷却试验,利用光学显微镜及扫描电子显微镜对不同冷却速率的试样进行显微组织分析,绘制连续冷却转变曲线。结果表明:开始产生马氏体组织的临界冷却速率为5℃/s,冷却速率为0.5~5℃/s时,组织为珠光体和索氏体;通过性能对比发现,冷却速率为3℃/s时,82B高碳钢盘条的综合性能达到最佳。

索氏体化率及夹杂物对82B盘条力学性能的影响

通过成分分析、金相观察、夹杂物形貌观察、能谱分析及拉伸断口分析,研究了82B盘条的索氏体化程度与夹杂物的类型及尺寸对其力学性能的影响。结果表明：82B盘条试样室温组织主要是索氏体与少量先共析铁素体,且索氏体含量均高于80%。索氏体化率低是影响82B盘条的抗拉强度、断面收缩率主要因素。随着索氏体化率增加,82B盘条的抗拉强度也相应增高,而断面收缩率也逐渐增大。82B盘条中的夹杂物主要是氧化物夹杂,且氧化物夹杂主要是Al2O3、SiO2、CaO和Cr O。夹杂物尺寸主要集中在0~20μm,较大尺寸的夹杂物含量较高时,主要对82B盘条断面收缩率的影响较大,并呈显著降低的趋势;而大尺寸的夹杂物对抗拉强度的影响较小。82B盘条拉伸断口属于韧性断裂,主要是剪切唇区和纤维区。纤维区夹杂物主要为氧化物,如Al2O3、CaO,其晶粒尺寸为31.8μm。

82B钢盘条拉拔脆断的原因分析

对82B钢盘条拉拔脆断断口进行了金相组织和夹杂物检测,并借助扫描电镜观察分析了拉拔过程中产生的脆性断口形貌。结果表明,82B钢盘条脆断的主要原因是夹杂物级别超标、组织中出现网状碳化物、索氏体含量偏低以及盘条表面缺陷等。

82B盘条钢拉拔过程中显微组织及夹杂物的演变

将直径为12.5mm的82B盘条进行了9道次的拉拔实验,采用扫描电镜观察了不同应变量拉拔变形后82B盘条显微组织和夹杂物的演变情况,并研究了珠光体片层间距与拉拔应变量之间的关系。结果表明:82B钢显微组织中的珠光体片层间距随着应变量增大而逐渐减小;拉拔变形后的珠光体片层强烈扭曲,渗碳体片随着铁素体片的弯曲而变形,表现出良好的塑性变形能力;由于中心偏析形成的马氏体的塑性变形能力较差,在拉拔过程中发生碎化并最终与基体脱离;直径约为10μm的脆性夹杂物在拉拔过程中只是自身发生碎化,并未在夹杂物周围引起裂纹。

大规格高碳硬线82B拉拔脆断原因分析

采用金相组织检验分析等方法,分析了大规格82B拉拔劈裂脆断问题。结果表明:劈裂断口试样的中心处,由于锰、铬偏析而出现异常的马氏体组织,导致其变形与基体不一致,在拉拔过程中中心马氏体断裂成为裂纹源。断口附近表面存在结疤和擦伤等表面缺陷,中心马氏体和表面缺陷共同导致大规格82B拉拔劈裂脆断。通过优化合金元素锰、铬的成分含量,同时改善炼钢、轧制、拉拔等工艺,有效地降低了劈裂脆断的发生率。

SWRS82B盘条钢原奥氏体晶界显示技术

利用控温水浴锅,对经不同热处理工艺处理的SWRS82B盘条钢的原奥氏体晶界浸蚀方法进行系统研究。结果表明:对热处理试样进行250～300℃中温回火1～2 h后,在80～85℃水浴锅中用过饱和苦味酸20mL+洗洁精3～5mL侵蚀50～150s,可清晰显示出不同状态下的奥氏体晶界。分析可知,碳化物的析出情况是回火后易侵蚀出奥氏体晶界的主要原因。

82B盘条钢的组织性能及缺陷分析

通过对82B盘条钢的显微组织观察,研究了索氏体含量对82B盘条拉拔性能的影响,并对生产中常见的组织缺陷进行了分析。结果表明:生产中化学成分及工艺的不稳定是组织缺陷产生的主要原因;提高冷却速度可以增加索氏体含量、降低网状渗碳体含量;采用恒拉速可以减少块状渗碳体的形成。

高碳盘条SWRH82B再结晶型控制轧制与冷却工艺的优化研究

以高碳盘条SWRH82B为研究对象,基于精轧工艺,采用Gleeble-1500D热模拟试验机对高速线材精轧F1~F4道次变形进行了热模拟,研究了其再结晶行为,确定出最佳精轧出、入口温度;同时测定了试验钢的连续冷却转变曲线。通过分析冷却速度对82B盘条组织演变规律的影响,对轧件吐丝后在斯太尔摩冷却线上的冷却工艺进行优化。结果表明：最佳精轧出、入口温度分别为1020、950℃;当冷速范围为6~8℃/s时索氏体组织片间距最为细小,直到冷却速度10℃/s时才不形成马氏体。研究成果能为82B线材控轧控冷以及组织性能控制提供实验依据。

三段式控冷工艺对82B线材组织和性能的影响

提出风冷段三段式控制冷却工艺,即在冷却过程中加入模拟相变热的加热过程,以模拟热轧82B线材的实际风冷过程,分别研究相变前冷却速率、返温温度以及相变后冷却速率对82B线材组织和性能的影响。结果表明,返温温度和相变前后的冷却速率对珠光体片层间距都有影响,整个风冷过程的冷却速率对碳化物的析出均有影响,而马氏体的产生主要与返温温度和相变后的冷却速率相关;提高相变前后的冷却速率,都会提高线材的抗拉强度,加快相变前冷却速率以及降低相变后的冷却速率会使线材的面缩率提高。

82B盘条断裂形式及原因分析

根据82B盘条在生产过程中断口的形貌,结合扫描电镜、金相分析、硬度测试等手段分析产生各类断裂形式的原因。82B盘条常见的断裂形式有笔尖状、平齐状、斜茬状和菊花状。笔尖状断口一端呈锥尖状,断口处变形很小或几乎没变形,盘条中的非金属夹杂物、缩孔、疏松以及中心偏析是造成笔尖状断口的主要原因;平齐状断口的特征是断面平齐,断裂处几乎没有缩颈和延伸,产生平齐状断口的原因是盘条中的夹杂物和碳富集;斜茬状断口的断面与轴心线呈45°角,产生的原因是盘条心部马氏体和铸坯中心缩孔;菊花状断口的断面沿周向呈丘陵状起伏,沿径向呈菊花形的放射状,拉拔过程中润滑不良或盘条表面硬度过高是产生菊花状断口的原因。

82B线材拉拔脆断原因分析

通过对拉拔过程中发生脆断的82B线材的金相组织、化学成分、断口形貌、夹杂物形貌、表面质量及拉拔工艺的分析和研究,指出82B线材在拉拔过程中产生断裂的原因,并提出选择合适的拉拔速度、正确调整轧机状态、采用时效处理、加大斯太尔摩线的冷却速度等改进措施,可提高产品质量。

82B线材拉拔断裂笔尖状形貌成因分析

82B线材拉拔过程中出现笔尖状断裂。显微分析表明,82B线材心部出现马氏体与网状渗碳体,马氏体尺寸为18.588μm×13.887μm,显微硬度HV达650。采用碱性苦味酸钠热蚀后,横截面存在的微孔呈网络状。预防措施：严格控制钢水过热度在20~35℃,单向电磁搅拌及结晶器低幅高频振动;控制开轧温度为980~1 050℃,终轧温度为940~960℃,吐丝温度为860~880℃;斯太尔摩冷却线上风机开启16台,100%风量;为预防加热时产生脱碳,控制炉内气氛为还原性气氛。

82B盘条常见质量缺陷分析

分析82B盘条常见的折叠、结疤、微裂纹、划痕等表面缺陷和非金属夹杂物、中心网状渗碳体、中心区域的马氏体、边部局部增碳、中心缩孔等内部缺陷产生的原因和危害,并根据生产实际提出相应的解决方案和措施。

SWRH82B盘条夹杂物在拉拔过程中变形行为研究

研究了SWRH82B盘条在各道次拉拔过程中夹杂物的变形行为,并分析了盘条中夹杂物的组成和含量.实验结果表明,当钢中脆性夹杂物尺寸较小时(≤20μm),脆性夹杂物对拉拔断裂影响不大.

PC钢绞线用82B线材质量研究

介绍82B线材的生产工艺及设备,针对钢绞线对82B线材的质量要求,分析82B线材的拉拔性能、通条均匀性、时效期等主要影响因素以及笔尖状断口、劈裂断口和脆性断口的产生条件。研究异常组织及夹杂物在拉拔、绞线过程中的变形行为及其对拉拔断丝和断口的影响,指出提高线材质量的冶金工艺方向。

82B线材连续冷却转变曲线测定及组织规律研究

采用Gleeble热模拟试验机测定82B线材的连续冷却转变曲线(CCT曲线),并观察不同冷却速度下的82B线材显微组织,分析冷却速度对盘条组织的演变规律的影响.结果表明,冷速范围为6～8℃/s时索氏体组织晶粒度及片间距均为最细小,产生马氏体组织的临界冷却速度为10℃/s.

82B盘条异常组织研究

研究82B盘条的异常组织,针对马氏体及网状渗碳体问题,以直径12.5 mm的82B盘条为研究对象,采用光学显微镜和扫描电镜分析马氏体的形成原因:(1)C,Mn,Cr等元素的偏析,形成局部马氏体或心部马氏体;(2)轧制控冷工艺不当,冷速过快所致。提出消除或减轻82B盘条异常组织的建议:合理调整炼钢电磁搅拌位置以减小铸坯成分偏析;合理控制轧制温度及冷却工艺。

82B线材中马氏体组织的试验研究

通过绘制82B线材的连续冷却曲线,并根据82B线材的基本冷却特性,采用相变前-相变时-相变后3段式冷却试验工艺模拟风冷过程,研究相变前后不同冷速对82B线材组织和性能的影响。结果表明:(1)82B线材马氏体产生的临界冷却速度为5℃/s,当冷速达到10℃/s时,由于马氏体转变温度显著低于马氏体的产生温度Ms,马氏体会显著增加。(2)对比分析相变前后不同冷速对试样抗拉强度以及断面收缩率的影响,给出优化的冷却工艺,相变前冷速为10～15℃/s,相变后冷速为1～3℃/s,并调节相变时的冷速将返温温度控制在50℃。

82B盘条拉拔脆断原因分析及改进措施

通过对拉拔过程中发生脆断的82B线材的分析和研究,找出了引起82B盘条断裂的主要原因,采取了各种解决措施,使盘条质量明显改善。