8.8级非调紧固件用10B21盘条研究与开发

采用转炉→精炼炉→真空脱气→方坯连铸→加热→粗轧→中轧→精轧→减定径→吐丝→XDWP(Xingcheng Direct Water Patenting)冷却→斯太尔摩风冷冷却的方式试验生产基于10B21钢的8.8级非调紧固件用热轧盘条。通过控制减定径温度为813℃,吐丝温度为828℃,斯太尔摩辊道速率设置为0.75 m/s,在连续经过XDWP冷却和斯太尔摩风冷后获得的热轧盘条抗拉强度达到680 MPa,断后伸长率为23.6%,断面收缩率为75%,力学性能完全满足GB/T 29087―2012的要求。且经过1/4冷顶锻和25%的大减面率拉拔试验,其结果满足紧固件用户使用要求。

10B21冷镦钢BOF-LF过程钢渣渣化行为研究

在钢铁长流程冶炼过程中,各环节稳定高质量生产都离不开炉渣的重要作用,流程性成渣过程的深入研究对强冶降本、提质增效和资源回用影响显著。本文以10B21冷镦钢生产为背景,研究钢渣在BOF-LF过程的渣化行为。结果表明,经过BOF-LF过程,从化学成分角度,钢渣的二元碱度(CaO/SiO_(2))陡升,而三元碱度(CaO/(SiO_(2)+Al_(2)O_(3)))和全碱度([(CaO)+(MgO)+(MnO)+(FeO)]/[(SiO_(2))+(Al_(2)O_(3))+(P_(2) O_(5))])均呈现下降趋势。从矿物组成分析,转炉渣的主要矿相为CaO、Ca_(2)SiO_(4)、(Mg,Fe)O、Ca_(2)Fe_(2)O_(5)、Ca 2(Al,Fe)_(2)O_(5),而精炼渣的矿物组成主要为CaO、Ca_(6)Al_(7)O_(16)、Ca_(2)SiO_(4)、FeB。从显微组织形貌分析,观察到转炉渣样以板条状、珊瑚状形貌的硅酸二钙为主体矿相,其余各矿相在渣中无序分布。在精炼渣中,可观察到含玻璃化分层结构,生成的硅酸二钙和钙铝酸盐呈现聚集性分布。结合熔渣结构的理论计算,钢渣的NBO/T值由转炉渣的8.34下降到精炼渣的2.93,解离程度呈现下降趋势。

100t BOF-LF-CC流程冶炼10B21钢的工艺优化

针对10821钢（％：0．19～0．22C，≤0．08Si，0．8～1．0Mn，≤0．020P，≤0．020S，0．010～0．040A1，0．001～0．005B）冶炼过程中钢液硅含量超标、可浇性差、铸坯角裂的问题，通过生产数据和夹杂物分析、铸坯低倍检验得出，LF白渣后，渣中SiO：被Al还原，造成[Si]超标；钢中A2O3在水口蓄积降低10821钢的可浇性，凝固过程氮化硼和氧化硼在晶界析出，易使铸坯产生角裂。通过提高转炉终点[C]为0．10％～0．14％，出钢温度1640～1660℃，转炉铝铁加入量由1．82kg／t降至1．36kg／t，LF精炼铝铁加入量由2．8kg／t降至1．6kg／t，喂钙量由1．23kg／t增至2．05kg／t，添加微量固氮元素Ti，优化连铸工艺等措施后，钢液中si含量-[si]≤0．08％比例从65．62％提高到89．50％；单个中间包连浇炉数从4炉提高到12炉；铸坯角裂得到有效控制，正品铸坯收得率由88．23％提高至97．64％。

控轧控冷工艺参数对冷镦钢10B21组织影响的热模拟研究

通过Gleeble-1500热模拟实验机对冷镦钢10B21(/%:0.20C,0.02Si,0.85Mn,0.014P,0.005S,0.001 8B)精轧前Φ28 mm圆坯进行控轧控冷工艺热模拟试验,以研究变形速率20 s^(-1),变形量65%时终轧温度(850~1 000℃)、吐丝温度(820~940℃)和相变区冷却速度(0.2~1.0℃/s)对该钢组织的影响。结果表明,增加吐丝温度和相变区冷却速度可明显提高钢中铁素体含量,增加相变区冷却速度,可有效地改善钢的带状组织。为了获得较高的铁素体含量、粗大的铁素体晶粒且较均匀的组织,以提高钢的冷镦性能,较佳的控轧控冷工艺为终轧温度950℃、吐丝温度910℃、相变区冷却速度1.0℃/s。

10B21高强度冷镦钢盘条的生产

介绍用于生产10.9级高强度标准件的Φ6.5mm10B21冷镦钢盘条的生产工艺。通过在冶炼过程中严格控制钢中N和O的含量,稳定B的吸收率,提高淬透性;在精炼过程中全程控铝,一次喂线;连铸过程中过热度偏高20～30℃,提高铸坯质量;以及轧制过程中采用冷速为0.3～1℃/s的控冷工艺,加热温度950～1000℃,吐丝温度850～860℃,用高线机组成功生产出合格的10B21冷镦钢盘条,产品各项指标满足要求。

含硼冷镦钢10B21的生产实践

为满足市场需求,走进高端汽车冷镦钢行业,提高马钢产品质量,通过对盘条的化学成分、加热制度和控轧控冷等工艺进行研究,成功开发出用于生产8.8级及以上高强度标准件、规格为10mm10B21含硼冷镦钢热轧盘条。生产实践表明,其实物力学性能、金相组织、表面质量和冷镦性能均可达到标准要求,能够满足用户的生产需求。

10B21冷镦钢连铸工艺优化研究

针对华菱湘钢生产的10B21冷镦钢,通过调整合金成分和优化连铸生产工艺,获得了良好的连铸坯表面质量,以及满足冷镦力学性能要求的盘条。研究表明,连铸坯的表面质量和材料的高温脆性密切相关,通过降低拉坯速度、减少二冷配水比水量,以及降低Al含量、Mn/S比,添加Ti元素,可以提高材料的高温塑性,明显改善10B21连铸坯表面质量,提高冷镦合格率。

10B21合金冷镦钢连铸坯动态连续冷却转变曲线的测定和分析

10B21钢280 mm×380 mm连铸坯(/%:0.19C,0.05Si,0.79Mn,0.017P,0.002S,0.17Cr,0.032Ti,0.002 0B,0.025Als)的冶金工艺流程为100 t BOF-LF-VD-CC。利用Gleeble-3800热模拟试验机,测定了10B21钢冷却速度0.2～50℃/s的膨胀曲线,结合热膨胀法和金相-硬度法,获得了该钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,在冷却速度0.2～1℃/s时,该钢组织为铁素体(F)和珠光体(P);5～20℃/s可能是魏氏组织(W)形成的冷却速度范围;>5℃/s时,实验钢开始出现贝氏体(B)组织;>10℃/s时,实验钢的组织出现马氏体(M)组织;>25℃/s实验钢的组织主要由B+M组成;>50℃/s时,得到单一的M组织。

10B21钢螺纹轴断裂失效分析

针对某厂生产的10B21钢螺纹轴出现延迟断裂现象,利用直读光谱仪、光学显微镜、维氏硬度计、扫描电子显微镜等分析了其断裂原因。结果表明:该轴表面硬度过高,且在其表面渗碳、酸洗等生产工艺中引入了有害氢未能及时去除,螺纹根部在螺纹段预紧力、齿根应力及局部氢原子富集的协同作用下发生了氢致延迟脆性断裂。

Si含量对10B21钢热轧盘条组织和性能的影响

分析和研究了0.03%~0.21%Si含量对含硼冷镦钢10B21 (/%:0.20C,0.03~0.21Si,0.82~0.83Mn,0.009~0.013S,0.015~0.016P,0.001 9~0.002 0B)Φ34 mm热轧盘条组织和性能的影响。盘条热轧的终轧温度为900℃,缓冷。结果表明,Si含量由0.03%增加到0.21%,10B21钢盘条抗拉强度由480 MPa增加到489 MPa,即增加了9 MPa;HRB硬度值增加5.3,钢的组织中铁素体团尺寸由52μm降低至42μm,非金属夹杂物尺寸及数量无明显变化,淬透性能提高。

10B21冷镦钢冷镦成型开裂原因分析

针对10B21冷镦钢在冷镦成型时头部发生开裂的现象,对冷镦开裂试样及未进行冷镦的拉拔钢丝分别进行化学成分、非金属夹杂物、金相组织、电子探针微区成分检测等理化性能检测.结果表明:材料近表面存在渣子是冷镦成型开裂的主要原因,根据渣子成分推测,渣子属于精炼渣卷入.

含硼10B21冷镦钢铸坯表面开裂原因及控制

含硼10B21冷镦钢连铸坯表面开裂。采用扫描电子显微镜及能谱仪对开裂的铸坯进行了金相检验及成分分析。结果表明:表面裂纹处无脱碳、卷渣及有害元素富集。据此可以认为,该裂纹是连铸过程中二次冷却不均匀造成的。对现有的二冷配水控制模型和二冷制度进行了优化,解决了铸坯在二冷段的过高回温及矫直区温度过低的问题。在新二冷工艺模型的基础上,开发了二冷模型软件平台并已成功应用于连铸生产,含硼10B21冷镦钢铸坯表面裂纹产生的概率从原来的12.1%降到了0.5%以下,显著改善了连铸坯的表面质量。

氮含量对10B21冷镦钢Φ12mm线材淬火硬度的影响

10821冷镦钢（／％：0．18—0．23C，≤0．10Si，0．60～0．90Mn，≤0．030P，≤0．035S，0．0008～0．0030B，≥0．02A1）的生产流程为50t顶底复吹转炉-LF-280mm×325mm连铸坯-连轧成Ф12mm材。通过检测得出，当钢中氮含量为0．0046％时，该钢淬火后的HRC硬度值为41～43，而当钢中氮含量为0．0081％时，其淬火后HRC硬度值为21～27，小于技术条件要求HRC值38。通过试验得出Ti／N≤8时，随Ti/N增加，钢中硼的收得率显著增加，如钢中氮含量0．0046％时，Ti／N为7．4，硼收得率达90％，钢中氮含量0．0081％时，Ti／N为4．3，硼的收得率不到70％，造成钢中B含量低，淬火后HRC值降低。通过改进BOF和LF操作，使钢中氮含量控制在0．005％以下（0．0039％～0．0041％），Ti／N为7．5—8．1，钢材心部淬火HRC值为40—42，达到用户要求。

10B21钢防滑链抗拉载荷不合格原因分析

某厂生产的10B21钢防滑链产品抗拉载荷不合格。通过宏观检验、化学成分分析、金相检验、硬度试验和扫描电镜分析等方法对防滑链抗拉载荷不合格原因进行了分析。结果表明:该防滑链含有一定量的硼元素,淬火冷却介质温度偏高使其淬火时冷却速率不足,生成贝氏体组织,最终造成了防滑链抗拉载荷的大幅下降。

10B21低碳合金钢等温球化退火工艺研究

为改善10B21低碳合金冷镦钢钢丝的冷镦性能,通过研究10B21钢热处理中各因素对球化效果的影响,获得最佳球化退火工艺参数。结果表明,最佳球化退火工艺参数为:奥氏体化温度740℃,奥氏体化时间4 h,冷却速率20℃/h,等温温度670℃,等温时间4 h。10B21冷镦钢丝经最佳工艺条件球化退火得到的球化组织能满足冷镦成型要求。

10B21螺栓头部开裂原因分析及改善措施

针对10B21线材拉拔后在加工M7螺栓过程中发生螺栓头部开裂质量问题,对螺栓进行金相组织检测、电镜能谱检测分析.金相组织检测分析表明,该质量问题是由于盘条表面存在裂纹,经拉拔后存留钢丝,加工螺栓时开裂;利用电镜能谱对裂纹处检测分析,发现P、Cr、Na、O元素较高,可判定盘条表面裂纹为钢坯内裂造成.通过分析10B21螺栓头部开裂原因,提出了改善10B21方坯质量的措施和方法.

冷镦钢10B21热轧盘条开裂原因分析

针对含B冷镦钢10B21盘条在检验过程出现冷镦开裂的现象,对其从冶炼、轧制等生产工艺和产品质量进行了分析研究,同时采用盘条酸洗、金相检验等检验手段对冷镦开裂试样进行了宏观和显微观察与分析。经过分析,冷镦开裂的主要原因为铸坯表面裂纹所致。

含硼冷镦钢10B21控冷工艺研究

利用Gleeble-3500热模拟实验机,结合实际轧制过程,运用金相显微分析、力学性能检测和显微硬度测量,研究了控冷工艺对冷镦钢10B21的微观组织、力学性能以及表面氧化铁皮的影响.结果表明：冷速为0.5～1.0℃/s,得到理想的均匀分布的铁素体和珠光体组织,晶粒度达8.5级以上；冷速高于2℃/s后,出现魏氏组织,实际生产中应避免,特别是小规格轧制过程中注意控制冷却；随冷速提高,抗拉强度升高,延伸率呈线性降低,硬度呈增长趋势；吐丝温度升高,氧化铁皮厚度增加,冷速与氧化铁皮厚度成反比,冷速加快,氧化铁皮降低.

10B21合金冷镦钢盘条冷镦开裂原因分析

对10B21冷镦钢盘条出现的冷镦开裂现象,用光学显微镜、扫描电镜、直读光谱仪对缺陷部位进行了显微组织、化学成分等分析。结果表明,冷镦开裂是由钢坯裂纹缺陷所导致,且通过Ti元素的加入,杜绝了钢坯裂纹的产生。

10B21含硼冷镦钢轧后结疤成因分析及工艺改进

通过实验及热力学分析得出,轧制10B21钢结疤形成主要原因为钢中平均N含量为127×10^(-6),导致铸坯角部冷却过程中在奥氏体晶界析出细小的BN和AlN夹杂,增加了铸坯的裂纹敏感性,形成铸坯裂纹。通过提高铁水比≥920 kg/t、转炉终点C-T-P(碳-温度-磷)命中率≥85%、出钢口圆流出钢以及LF加热次数≤3次,时间≤25 min等措施可将钢中的氮含量稳定控制在≤50×10^(-6),有效避免10B21钢轧后盘条结疤,提高成材率,降低成本。