20MnSi鋼螺紋鋼筋裂紋產(chǎn)生原因研究

1、20MnSi鋼螺紋鋼筋裂紋產(chǎn)生原因研究 維普資訊 第 16卷第 期 包 頭 鋼 鐵 學(xué) 院 學(xué) 報(bào) Vo16 No1 1997年 3目 JournalofRaotouUniversityofIronandSteelTechnology Mar1997 4烈 20MnSi鋼螺紋鋼筋裂紋產(chǎn)生FN,因研究 米國瑞 攣空堂 ， 。 包頭鋼鐵設(shè)計(jì) 研究院 ，包頭 014010 包頭鋼鐵學(xué)院材料科學(xué)一與工程系 、 1 摘 要 研究了2OMnSi蠕墳鋼帛彎裂毀趾朗金相組織、夾雜物 械性能及tk,學(xué)成療。結(jié)果表 明，魏氏組織丑夾雜物懦多是造成 20MnSi鋼螺紋鋼筋帛穹裂紋的主要原固，提出了預(yù)防措施 為 實(shí)際

2、生產(chǎn)提隹了磕據(jù) 。 關(guān)鍵詞 嫦毀鋼。顯微組織裂紋 前 言 螺紋鋼筋是建筑上重要的金屬材料鋼筋質(zhì)量好壞，直接影響建筑物的質(zhì)量影響人民的生命 平安 為了檢驗(yàn)建筑結(jié)構(gòu)鋼的塑性，要進(jìn)行冷：試驗(yàn) 但一局部鋼筋在進(jìn)行冷彎試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了裂紋。 本文從物理、化學(xué)和機(jī)械性能等幾方面進(jìn)行了舒析，找出了裂紋產(chǎn)生的原因，提出了防止的方法。 1 試驗(yàn)材料及檢驗(yàn)結(jié)果 取某廠生產(chǎn)的規(guī)格為 25mm 的2E3NI1t螺技鋼的 ?c進(jìn) 檢驗(yàn) 11 宏觀檢驗(yàn) 觀察不同爐號(hào)的20MnSi鋼冷彎后自0 試樣 ，發(fā)現(xiàn)有橫裂現(xiàn)象。同一試洋多處產(chǎn) 裂紋，在裂紋的附近沒發(fā)現(xiàn)有深刀痕或 傷情況 ，鋼筋的筋谷上也沒有發(fā)現(xiàn)有裂 Z 源。如圖 1所示

3、。 12 機(jī)械性能測(cè)定 取不 同爐號(hào) 的20MnSi鋼，進(jìn)行機(jī)械 性能測(cè)定，并與標(biāo)準(zhǔn)中要求的性能比擬結(jié) 圉 1 21r 螺紋鋼冷彎裂紋 果如表 1所示 ?？煽闯觯瑥?qiáng)度 、 較高， Fig1 lhecrackon coldbendribbedsteelofZOM nSi 延伸率 8較低。 1997一o108噓到 第一 男，42歲工程師 維普資訊 米國瑞等：20M si鋼螺紋鋼筋裂紋產(chǎn)生原困研究 43 13 成分分析 將試驗(yàn)鋼進(jìn)行化學(xué)成分分析，其結(jié)果如表 2所示。發(fā)現(xiàn)Si的含量超過YB6-71，C和Mn 的含量也在該標(biāo)準(zhǔn)范 圍的上限。 衰 1 20MnSi鋼的機(jī)械性能 衰 2 20MnSi試驗(yàn)鋼的

4、化學(xué)成分 wt Table 1 Themechanicalpropertiesof20MnSisteel Table2 Thechem icalcompositionoftesting steel 注： 標(biāo)準(zhǔn)中要求的機(jī)械性能。 14 金相組織觀察 在冷彎裂紋的試樣上截取金相試樣進(jìn)行高、低倍顯微組織觀察，發(fā)現(xiàn)有魏氏組織，鐵紊體 以針狀形態(tài) 由晶界伸向晶內(nèi)，如圖2所示。20MnSi鋼筋正常組織應(yīng)為等軸狀鐵紊體加珠光體。 經(jīng)測(cè)定，試驗(yàn)鋼材的實(shí)際晶粒度為 45級(jí) 魏氏組織為 3級(jí) 。 在低倍組織觀察中發(fā)現(xiàn)有較多的夾雜物，經(jīng)檢驗(yàn)，這些夾雜物為硫化物和硅酸鹽，如圖3 所示。按 YB2577評(píng)定這些夾雜物超

5、過標(biāo)準(zhǔn)。 圍2 20MnSi螺紋鋼組織 100 圍3 20MnSi螺紋鋼夾雜物 100 Fig2 ThemicrostructureOilribbed FI疊3 TheInclusionsoDribbed steeIof2OM iisj 1O0 steeIof2OMnSI 100 2 橫裂原因分析 鋼材組織不均勻、魏氏組織、鋼材的冶金缺陷以及鋼材的外表缺陷都易引起結(jié)構(gòu)鋼冷彎裂 紋。本文所述鋼材在裂紋附近未發(fā)現(xiàn)有外表缺陷+所以開裂不是外表缺陷導(dǎo)致應(yīng)力集中造成的。 維普資訊 第 l6卷第 1期 包頭錒欽學(xué)院學(xué)報(bào) 1997年 3月 鋼材出現(xiàn)魏氏組織，并伴隨晶粒粗大，使鋼 材的塑韌性顯著下降，是造成廢

6、品的主要原因。 奧氏體晶粒度、鋼的含碳量和冷卻速度對(duì)魏 氏 組織形成有很大影響。低、中碳鋼中，奧氏體的 晶粒粗大，在較低的冷速下就可形成魏 氏組織， ： 如圖4所示。 釜 圖4中，G為網(wǎng)狀鐵素體 ， 為魏氏組織鐵 馨 素體， 為等軸狀鐵素體，P為珠光體，B為貝 童 氏體。從圖4可見，當(dāng)奧氏體晶粒度適中時(shí)，只 有當(dāng)碳含量在狹窄的范圍內(nèi)，并當(dāng)冷卻速度相 當(dāng)快時(shí) 約大于 140Cs ，才會(huì)形成魏 氏組織； 而當(dāng)奧氏體晶粒粗大時(shí)，碳含量在較寬的范圍 內(nèi)，并當(dāng)冷卻速度較低時(shí)，就可形成魏 氏組織。 所 以，控制終軋溫度，不使奧氏體晶粒粗大，那么 C 可防止軋后空冷時(shí)產(chǎn)生魏氏組織。 田4 亞共斬櫥中先共斬贛

7、蠢停，扈 另外，在鋼材冶煉過程中，產(chǎn)生較多的非金 與垮卻毫魔和鼉耆的關(guān) 屬夾雜物 ，不僅削弱了基體的連續(xù)性，而且易造 IFI窖-4 Illfluem04eoolltqlr_tedllrbOlm 成冷彎時(shí)應(yīng)力集中，構(gòu)成裂紋源，也是造成廢品 conhntonformstlon rtrrit of 的重要因素。此外，化學(xué)成份不合格，Sj含量超 hylCUteCloid Iee| 過標(biāo)準(zhǔn)，c和Mn含量偏高，固溶強(qiáng)化作用比擬 a 1200C毫火，2h，輕曩大 大，使鋼材的塑韌性下降，也可造成出現(xiàn)冷彎裂 b AC3+10C鼉史10rain輕小 紋。 3 防止冷彎裂紋的措施 1 提高鋼的冶金質(zhì)量，使冶金缺陷

8、在規(guī)定范圍之內(nèi) 2 煉鋼時(shí)嚴(yán)格控制化學(xué)成分，使C、Si、Mn的含量符合標(biāo)準(zhǔn)。 3 控制好終軋溫度，防止出現(xiàn)魏氏組織。 4 結(jié)論 1 25mm 的20MnSi螺紋鋼筋產(chǎn)生冷彎裂紋的原因是冶金質(zhì)量較低、出現(xiàn)魏 氏組織使 鋼的塑韌性降低所致。 2 提高鋼材的冶金質(zhì)量，控制成分、終軋溫度，防止出現(xiàn)魏 氏組織，使鋼材既具有較高的 強(qiáng)度又具有較好的塑韌性，就可以防止產(chǎn)生冷彎裂紋。 維普資訊 Vo116 1 一 Mar1997 米國璃等 20MnSi銅螺紋銅箭裂紋產(chǎn)生原因研究 參 考 文 獻(xiàn) I 劉云旭 金屬熱處理原理 北京 機(jī)堿工業(yè)出版社，1981 2 胡世炎 破斷故障金相分析 北京t國防工業(yè)出版社，19

9、86 3 章守華 臺(tái)金鋼 北京 冶金工業(yè)出版社 。1981 REAS0NSF0RCRACK F0RMAT10N 0N RIBBED STEEL 0F 2OMnSi MiGuorni LiW enxue Abalract The structure，inclusions，mechanicalpropertiesandcomposition forcrack on coldbendribbedsteelsof2OMnSihavebeenstudiedTheresultsshoW thatthemainreason forcrackoncoldbendribbde steelof2OMnSiisW idmannstatten structureandrelative