浅析影响螺纹钢质量因素及改进措施

浅析影响螺纹钢质量因素及改进措施

王海波

中天钢铁集团有限公司江苏常州213000

摘要：本文通过调整化学成份，温度控制，穿水冷改造，通过对实验过程数据的分析及实际使用情况总结，使热轧螺纹钢的使用性能得到明显提升，更好的以优质的产品回报社会。

关键词：螺纹钢；质量

1热螺纹钢质量存在的问题

(1)强屈比有15%不达标。通过对生产的热轧螺纹钢抗震性指标强曲比，屈服比分析，主要由于强屈比在1.23-1.30之间，有15%的批组强曲比<<1.25，严重影响了抗震性指标。

(2)延伸率和最大伸长率偏低。针对∮10-∮14规格的延伸率一般在20%-24%之间，而∮16-∮28规格的延伸率一般在19%-22%之间，而最大伸长率一般在9%一13%之间。

(3)头部力学性能屈服高，延伸率和最大伸长率低。例如∮12规格的HRB400，头部1.5米处的屈服强度为580Mpa，抗拉强度为680Mpa，延伸率为17.2%，最大伸长率为6.8%。

(4)头部横肋处金相组织出现回火马氏体。通过对成品进行取样，进行金相分析，在取样中发现头部靠近横肋处出现回火马氏体。

(5)焊接性能差。经用户反映，钢筋在焊接时出现不易焊接和脱焊，严重影响了用户的使用。

2影响热轧螺纹钢质量的原因分析

2.1力学性能

2.1.1化学成分的影响。

(1)C的影响。含碳量的变化不仅引起铁素体和渗碳体的相对量的变化，而且引起了组织的变化，引起不同性质的结晶过程，从而使相发生变化造成的。随着含碳量的增加，高硬度的渗碳体增多，低硬度的铁素体减少，铁碳合金的强度呈直线升高，塑性明显降低。

(2)Si的影响。硅溶于铁素体后有很强的固溶强化作用，显著提高钢的强度和硬度，但含量较高时，将使钢的塑性和韧性降低。

(3)Mn的影响。锰对碳钢的机械性能有良好的影响，

它能提高钢的强度和硬度，当含锰量不高(0.8%)时，可以稍微提高或不降低钢的塑性和韧性。锰提高钢的强度的原因是它溶人铁素体而引起的固溶强化作用，并使钢材在轧后冷却时得到层片较细，强度较高的珠光体，在同样含锰量和同样冷却条件下的珠光体的相对量增加。

(4)S的影响。硫的最大危害就是引起钢在热加工时开裂，也就是热脆，造成热脆的原因是由于FeS的严重偏析。

(5)P的影响。磷在铁中具有较强的溶解度，所以钢中的磷一般都固溶于铁中。磷具有很强的固溶强化作用，它使钢的强度，硬度显著提高，但剧烈的降低了钢的韧性，尤其是低温韧性，也就是冷脆。

2.1.2金相组织的影响。铁素体是软韧相，渗碳体是硬脆相。珠光体由铁素体和渗碳体所组成，渗碳体以细片状分散的分布在铁素体基体上，起了强化作用。珠光体具有较高的强度和硬度，但塑性较差。晶粒度:晶粒度越小，钢材的机械性能越好，强度，硬度提高，塑性和韧性也得到改善。马氏体:机械性能的显著特点是具有高硬度和高强度，马氏体的硬度随含碳量的增加而增高。

2.2焊接性能

把钢中合金元素(包括碳)的含量按其作用换自成碳的相当含量，称为该种钢材的碳当量，可作为评定钢材焊接性的一种参考指标。因此，碳钢的焊接性主要取决于碳当量，碳当量越大，则焊接性越差，即随着含碳量的增加，焊接性逐渐变差，其中以低碳钢的焊接性最好。

3改进措施

3.1化学成分调整

通过实验，调整合理的化学成分，调整前后对比如表1:(以∮12的HRB400为例)

3.2温度控制

(1)加热段温度大于均热段30℃，并保证均热段温度在1100-1140℃，冷坯必须在加热段进行焖炉，保证钢温均匀。(2)使用预水冷对钢温进行调整，保证进精轧温度在1050℃以下。(3)保证上冷床温度)900℃

3.3穿水管改造

(1)改造前的穿水冷。设有两段4.3米的穿水管，两段间无反扑器，造成钢材在水中的冷却时间长，以∮12规格轧制速度为12.5m/s计算，钢筋在水中的冷却时间大于0.69s，特别是头部的温降较大，力学性能的通透性不好。(2)改造后的穿水冷。把4.3米的两段穿水管改造成由两段1.8米穿水管后各加一个反扑器组成，以∮12规格轧制速度为12.5m/s计算，钢筋在水中的冷却时间由。.69s降为0.25s，头部的温降明显改善。

4效果对比

4.1金相组织

改造前:说明:边缘有分层，靠近横肋处较厚，组织为回火马氏体。晶粒度约为7级。

改造后:说明:边缘没有分层。铁素体+珠光体，晶粒度约为6.5级。

通过对化学成分调整，穿水冷改造，温度过程参数的控制，适当提高了上冷床温度，解决了头部横肋处出现回火马氏体组织，采用0.2kg的高压水对钢材表面进行除磷，减少二次氧化，改善钢材的表面质量。从金相组织来看，中心组织为铁素体和珠光体，边缘没有分

层，晶粒度降低了0.5。

4.2力学性能

4.2.1调整化学成分和温度控制参数前后力学性能对比表(如表2):

表2

注:以上数据以∮12的HRB400E为例，表中数据为10个批组的平均值

通过对调整化学成份力学性能对比，强屈比提高了0.03，延伸率提高了5.5%，最大伸长率提高了3.3%，强屈比得到明显提高，稳定了钢筋的抗震性。

4.2.2穿水改造后效果。通过对穿水冷改造，钢筋的通透性得到改善，以头部0.5米处的力学性能对比，改造前后的屈服强度差值由164Mpa降低到57Mpa，抗拉强度由170Mpa降低到SSMpa，头部延伸率提高了5%左右，最大伸长率提高了3%左右。

4.3焊接性能

通过对钢坯化学成份的调整，穿水冷却管的改造，过程温度的控制，通过实践焊接证明，焊接性能有了明显提升，解决了焊接处容易脱焊，不易焊接等问题。

结语：本文通过理论和实践相结合对热轧螺纹钢存在的质量原因进行分析，并根据实际生产情况总结出解决热札螺纹钢力学性能，焊接性能问题的措施。只有提高螺纹钢的质量，通过不断实验，解决热轧螺纹钢存在的质量问题，以优越的使用性能来满足用户的需求，才能更好的服务社会。