高碳鋼盤條拉拔斷裂原因分析

高碳鋼盤條拉拔斷裂原因分析

廣泛應(yīng)用于鋼絲繩、絞線、彈簧等金屬制品。1.2。高碳鋼盤條拉拔過程中,拉拔斷裂是影響拉拔性能的主要因素之一,拉拔斷裂的影響因素:大型夾雜物、有害元素富集、縮孔、裂紋、表面缺陷和拉拔工藝。對碳質(zhì)量分數(shù)為0.8%的高碳鋼的研究表明,珠光體片層間距在0.15~0.2μm時較適合于拉拔［3］,珠光體片層間距的控制主要通過控軋控冷實現(xiàn)［4］。筆者將論述掃描電鏡在高碳鋼盤條脫氧—精煉工藝方案優(yōu)選、夾雜物的定量分析、質(zhì)量異議分析和珠光體片層間距等質(zhì)量控制中的應(yīng)用。中天鋼鐵集團有限公司生產(chǎn)的高碳鋼盤條包括硬線鋼、彈簧鋼、簾線鋼、軸承鋼,材質(zhì)包括45、60、65、70、80、C46D2、C66D2、SWRH62B、SWRH67B、SWRH72A、SWRH72B、SWRH77B、SWRH82B等,軋制規(guī)格主要有ue54e5.5~16mm。1掃描電子顯微鏡對高碳鋼盤的質(zhì)量控制的應(yīng)用掃描電鏡在高碳鋼盤條質(zhì)量控制中的應(yīng)用主要有脫氧—LF精煉工藝的優(yōu)選,異常斷口原因分析以及軋鋼工藝事故原因分析。1.1基礎(chǔ)處理鋼中cao-sio-al2o3系摻雜物,加熱和脫硫系雜生產(chǎn)高碳鋼連鑄坯的煉鋼工藝:鐵水罐(一包到底)—120t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐—LF精煉—連鑄機—鑄坯精整—轉(zhuǎn)序。采用LF精煉工藝的作用:脫氧,去夾雜及夾雜物變性處理,加熱和脫硫。為了降低夾雜物對高碳鋼拉拔性能的不利影響,除了減少夾雜物總量與大小外,還可將鋼中CaO-SiO2-Al2O3系夾雜物控制在塑性夾雜物成分范圍,將夾雜物中Al2O3質(zhì)量分數(shù)控制在10%~25%,w(CaO)/w(SiO2)控制在0.35~0.5［5］。為了獲得細小的塑性夾雜,采用脫氧—LF精煉工藝:硅鈣鋇預(yù)脫氧及鈣處理工藝,碳化預(yù)脫氧及鈣處理工藝,碳化預(yù)脫氧不進行鈣處理工藝。1.1.1硅鈣礦盤條多夾子預(yù)脫氧出鋼加硅鈣鋇120kg/爐和碳化硅120kg/爐預(yù)脫氧,LF精煉過程碳化硅渣面脫氧,精煉結(jié)束喂硅鈣線200m/爐,硅鈣鋇預(yù)脫氧及鈣處理工藝生產(chǎn)的盤條夾雜物形貌如圖1所示,盤條夾雜物成分見表1。1.1.2盤條多夾子產(chǎn)品出鋼加碳化硅200kg/爐預(yù)脫氧,LF精煉過程碳化硅渣面脫氧,精煉結(jié)束喂硅鈣線50m/爐,碳化預(yù)脫氧及鈣處理工藝生產(chǎn)的盤條夾雜物形貌如圖2所示,盤條夾雜物成分見表2。1.1.3盤條多夾子盤條產(chǎn)品設(shè)計出鋼加碳化硅200kg/爐預(yù)脫氧,LF精煉過程碳化硅渣面脫氧,精煉結(jié)束不喂硅鈣線,碳化預(yù)脫氧不進行鈣處理生產(chǎn)的盤條夾雜物形貌如圖3所示,盤條夾雜物成分見表3。3種工藝和夾雜物大小與成分分析說明,在現(xiàn)有條件下鈣處理有利于MgO·Al2O3夾雜物的變性,同楊樹峰等的結(jié)論一致［6－7］,但夾雜物組成的控制還需進一步優(yōu)化。1.2異常中斷原因分析常規(guī)拉伸過程中發(fā)現(xiàn)盤條抗拉強度偏低,試樣突然斷裂,這種情況下的斷口屬異常斷裂,典型異常斷口原因分析如下。1.2.1爐渣殘余物ti抗拉強度為1209MPa的SWRH82B斷口夾雜物形貌如圖4所示,夾雜物成分見表4。從圖4可以看出這是大型夾雜物所造成的異常斷裂,從組成看:Zr是耐材侵蝕產(chǎn)物,Ti是爐渣通電時間長或強還原氣氛條件下的還原產(chǎn)物,Al和Ca是由合金帶入后與爐渣還原的產(chǎn)物,Mg是爐渣還原產(chǎn)物,Si主要是合金帶入,Mn質(zhì)量分數(shù)較高說明鋼中氧含量較高,同時Al,Ca,Mg,Si,Mn也是爐渣的成分。說明夾雜物為水口侵蝕、卷渣與脫氧產(chǎn)物聚集產(chǎn)生形成的復(fù)合夾雜物?？估瓘姸葹?116MPa的斷口夾雜物形貌如圖5所示,夾雜物成分見表5。從圖5可以看出SWRH82B異常斷口是大型夾雜所造成的異常斷裂,從成分分析夾雜物為卷渣與脫氧產(chǎn)物聚集產(chǎn)生而形成的復(fù)合夾雜物。1.2.2大型雜巖斷口分析65鋼斷口夾雜物形貌如圖6所示,夾雜物成分見表6。從圖6和表6可以看出,65鋼斷口是大型夾雜所造成的異常斷裂,經(jīng)能譜分析其主要成分為Al2O3、CaO、MgO與ZrO2,此夾雜物為耐材侵蝕、卷渣與脫氧產(chǎn)物形成的大型夾雜物。1.3能譜分析結(jié)果高線軋機在軋制60鋼時曾出現(xiàn)憋鋼工藝事故,其樣品和形貌如圖7所示,縱向形貌能譜分析結(jié)果見表7,橫斷面形貌能譜分析結(jié)果見表8。從能譜分析結(jié)果可以看出,60鋼憋鋼形成原因與脫氧產(chǎn)物形成的夾雜、結(jié)晶器卷渣有關(guān)。2質(zhì)量投訴分析2.14斑圖和預(yù)氧化的能譜分析規(guī)格為?14mm45鋼,用戶在酸洗后發(fā)現(xiàn)材料表面有明顯的裂紋和斑點(裂紋和斑點內(nèi)都存在白色物質(zhì)),其樣品和形貌如圖8所示,能譜分析結(jié)果見表9。背散射分析斑點內(nèi)白色物質(zhì)主要成分為CaS、CaO、Al2O3、Na2O和FeO,裂紋內(nèi)及斑點內(nèi)白色物質(zhì)形成原因與結(jié)晶器卷渣有關(guān)。2.2構(gòu)建標準層斷口能譜分析?5.5mm的70鋼盤條拉拔至?1.6mm時產(chǎn)生斷裂,圓錐狀斷口形貌如圖9所示,圓錐狀斷口能譜分析結(jié)果見表10。從圖9和表10可以看出,?1.6mm圓錐狀斷口是結(jié)晶器內(nèi)卷入的保護渣所造成的斷裂。3不同的鈣處理采用掃描電鏡對盤條夾雜物定量分析,可以指導(dǎo)優(yōu)選高碳鋼盤條脫氧—精煉工藝,重點在控制LF站的鋼水條件、加熱制度、精煉