文档介绍：控轧控冷技术在螺纹钢生产中的应用
摘要:采用控轧控冷的方法用20Mnsi生产400 MPa级的Ⅲ级钢筋,可以降低成本。T曲线,确定了开发20MnSiⅢ级钢筋的生产试验方案,所生产的螺纹钢筋的性能指标达到了Ⅲ级钢筋的标准要求。
关键词:20MnSi;螺纹钢筋;控轧控冷;
钢筋是重要的建筑用钢材,其应用非常广泛,用量也很大。随着建筑行业的迅猛发展,对热轧螺纹钢筋的性能要求越来越高。工业发达国家,如德国、美国等国家的建筑用钢已淘汰了低强度的Ⅱ级钢筋这一等级,并以400 MPa级的Ⅲ级钢筋来替代。Ⅲ级钢筋具有强度高,综合性能好的优点,采用Ⅲ级以上钢筋代替Ⅱ级钢筋可节约钢材约10%~15%,而我国建筑用钢筋的80%为20MnSiⅡ级钢筋,为此我国正在大力推广应用400 MPa级的Ⅲ级钢筋,研制和开发高强度钢筋已是势在必行。
400 MPa级的Ⅲ级钢筋的生产工艺目前主要有两种,一是在20MnSi中加入微量合金元素钒(或铌、钛),二是采用控轧控冷的方法,而前者的成本较高。钢筋的控轧控冷是通过控制钢材在轧制过程中的温度变化和轧后冷却过程的工艺参数,以得到细小均匀的相变组织,从而获得强度、塑性、韧性均好的优良产品。采用控轧控冷方法可节约合金元素,降低成本;同时可简化工序,降低能耗,具有显著的经济效益和社会效益。笔者采用控轧控冷的方法进行了Ⅲ级钢筋的试验开发工作。
1 试验材料及方法
为了准确地确定合理的控轧控冷工艺参数,在Gleeble-T曲线。试验用钢20MnSi的化学成分(质量分数,%)为: C, Mn, Si, S, P。
CCT曲线的测定:采用10 mm×12 mm的圆棒试样,在Gleeble-2000热模拟试验机上将试样加热到1 150℃,保温5 min后以10℃·s-1的冷却速度分别冷却到900℃和1 050℃,保温20 s后分别进行50%的单道次变形,然后分别以1、2、10、15、50℃·s-1的冷却速度冷却到室温,测得热膨胀曲线,T曲线。在显微镜下观察显微组织,测定组织的体积分数。
试验结果与分析
20MnSi钢在900℃和1050℃T曲线可以看出,当钢在相变区内以小于15℃/s的速度冷却时组织为先共析铁素体和珠光体,没有马氏组织;当以50℃/s的速度冷却时全部为马氏体组织。两相变区的范围为冷速1-15℃/s ,随着冷却速度的增加,珠光体的含量增加。
变形温度高者与变形温度低者相比,前者发生相变所需的时间长,并且发生相变的温度略高,这样在相变前奥氏体晶粒较粗大,从而相变后的铁素体晶粒较粗大,从而使塑性下降。
2 试验结果与分析
20MnSi钢在900℃和1 050℃T曲线可以看出,当钢在相变区内以小于15
℃/s的速度冷却时组织为先共析铁素体和珠光
体,没有马氏体组织;当以50℃/s的速度冷却时全部为马氏体组织,微组织的形貌如图2所示。两相区的范围为冷速1~15℃/s,随着冷却速度的增加,珠光体的含量增加。
此外,热轧以后钢材的冷却速度对组织也有重要影响。冷却速度过慢,先共析铁素体就会长得粗大,珠光体也为粗片状,造成强度和韧性降低。尤其是当钢的加热温度过高又缓慢冷却
时,先共析铁素体优先在奥氏体晶界上析出,然后沿晶界长大,形成网状铁素体。但冷速过快,又会出现少量贝氏