控軋控冷技術(shù)應(yīng)用

《控軋控冷技術(shù)應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、控軋控冷技術(shù)在螺紋鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用摘　要：采用控軋控冷的方法用20Mnsi生產(chǎn)400MPa級(jí)的Ⅲ級(jí)鋼筋,可以降低成本。用熱模擬試驗(yàn)機(jī)測(cè)定了20MnSi鋼的動(dòng)態(tài)CCT曲線,確定了開(kāi)發(fā)20MnSiⅢ級(jí)鋼筋的生產(chǎn)試驗(yàn)方案,所生產(chǎn)的螺紋鋼筋的性能指標(biāo)達(dá)到了Ⅲ級(jí)鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)要求。關(guān)鍵詞：20MnSi；螺紋鋼筋；控軋控冷；鋼筋是重要的建筑用鋼材,其應(yīng)用非常廣泛,用量也很大。隨著建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展,對(duì)熱軋螺紋鋼筋的性能要求越來(lái)越高。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,如德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家的建筑用鋼已淘汰了低強(qiáng)度的Ⅱ級(jí)鋼筋這一等級(jí),并以400MPa級(jí)的Ⅲ級(jí)鋼筋來(lái)替代。Ⅲ級(jí)鋼筋具有強(qiáng)度高,綜合性能好的優(yōu)點(diǎn)

2、,采用Ⅲ級(jí)以上鋼筋代替Ⅱ級(jí)鋼筋可節(jié)約鋼材約10%~15%,而我國(guó)建筑用鋼筋的80%為20MnSiⅡ級(jí)鋼筋,為此我國(guó)正在大力推廣應(yīng)用400MPa級(jí)的Ⅲ級(jí)鋼筋,研制和開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度鋼筋已是勢(shì)在必行?！　?00MPa級(jí)的Ⅲ級(jí)鋼筋的生產(chǎn)工藝目前主要有兩種,一是在20MnSi中加入微量合金元素釩(或鈮、鈦),二是采用控軋控冷的方法,而前者的成本較高。鋼筋的控軋控冷是通過(guò)控制鋼材在軋制過(guò)程中的溫度變化和軋后冷卻過(guò)程的工藝參數(shù),以得到細(xì)小均勻的相變組織,從而獲得強(qiáng)度、塑性、韌性均好的優(yōu)良產(chǎn)品。采用控軋控冷方法可節(jié)約合金元素,降低成本;同時(shí)可簡(jiǎn)化工序,降低能耗,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益

3、和社會(huì)效益。筆者采用控軋控冷的方法進(jìn)行了Ⅲ級(jí)鋼筋的試驗(yàn)開(kāi)發(fā)工作。1　試驗(yàn)材料及方法　　為了準(zhǔn)確地確定合理的控軋控冷工藝參數(shù),在Gleeble-2000熱模擬機(jī)上測(cè)定了動(dòng)態(tài)CCT曲線。試驗(yàn)用鋼20MnSi的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為:0.21C,1.44Mn,0.47Si,0.028S,0.023P。CCT曲線的測(cè)定:采用10mm×12mm的圓棒試樣,在Gleeble-2000熱模擬試驗(yàn)機(jī)上將試樣加熱到1150℃,保溫5min后以10℃·s-1的冷卻速度分別冷卻到900℃和1050℃,保溫20s后分別進(jìn)行50%的單道次變形,然后分別以1、2、10、15、50℃

4、·s-1的冷卻速度冷卻到室溫,測(cè)得熱膨脹曲線,結(jié)合金相法繪制出兩個(gè)變形溫度下的動(dòng)態(tài)CCT曲線。在顯微鏡下觀察顯微組織,測(cè)定組織的體積分?jǐn)?shù)。2試驗(yàn)結(jié)果與分析20MnSi鋼在900℃和1050℃的變形溫度下得到的動(dòng)態(tài)CCT曲線可以看出，當(dāng)鋼在相變區(qū)內(nèi)以小于15℃/s的速度冷卻時(shí)組織為先共析鐵素體和珠光體，沒(méi)有馬氏組織；當(dāng)以50℃/s的速度冷卻時(shí)全部為馬氏體組織。兩相變區(qū)的范圍為冷速1-15℃/s,隨著冷卻速度的增加，珠光體的含量增加。變形溫度高者與變形溫度低者相比,前者發(fā)生相變所需的時(shí)間長(zhǎng),并且發(fā)生相變的溫度略高,這樣在相變前奧氏體晶粒較粗大,從而相變后的鐵素體晶

5、粒較粗大,從而使塑性下降。2　試驗(yàn)結(jié)果與分析　　20MnSi鋼在900℃和1050℃的變形溫度下得到的動(dòng)態(tài)CCT曲線可以看出,當(dāng)鋼在相變區(qū)內(nèi)以小于15℃/s的速度冷卻時(shí)組織為先共析鐵素體和珠光體,沒(méi)有馬氏體組織;當(dāng)以50℃/s的速度冷卻時(shí)全部為馬氏體組織,微組織的形貌如圖2所示。兩相區(qū)的范圍為冷速1~15℃/s,隨著冷卻速度的增加,珠光體的含量增加?！　　　〈送?熱軋以后鋼材的冷卻速度對(duì)組織也有重要影響。冷卻速度過(guò)慢,先共析鐵素體就會(huì)長(zhǎng)得粗大,珠光體也為粗片狀,造成強(qiáng)度和韌性降低。尤其是當(dāng)鋼的加熱溫度過(guò)高又緩慢冷卻時(shí),先共析鐵素體優(yōu)先在奧氏體晶界上析出,然后沿

6、晶界長(zhǎng)大,形成網(wǎng)狀鐵素體。但冷速過(guò)快,又會(huì)出現(xiàn)少量貝氏體、馬氏體等組織,所以冷卻速度應(yīng)控制在15℃/s以內(nèi)。3　工藝方案及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果　　結(jié)合某工廠的實(shí)際情況,在原有工藝的基礎(chǔ)上采用兩個(gè)工藝試制20MnSiⅢ級(jí)鋼筋。對(duì)冶煉不作特殊要求,滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求即可。3·1　方案1　　工藝1:整個(gè)軋制過(guò)程按常規(guī)進(jìn)行軋制,但在終軋后進(jìn)行穿水冷卻替代空冷?！　≡搹S目前生產(chǎn)Ⅱ級(jí)螺紋鋼筋時(shí),軋后直接在冷床上空冷,由于冷卻速度較慢,相變前奧氏體晶粒的長(zhǎng)大,使相變后的鐵素體晶粒也粗大;另外由于相變溫度高,在相變時(shí)容易形成魏氏體、鐵素體和珠光體組織。相變后的鐵素體晶粒在高溫和長(zhǎng)時(shí)間的冷卻

7、中容易長(zhǎng)大。為此在終軋后用冷卻設(shè)備進(jìn)行水冷,并在水冷時(shí)對(duì)軋制的冷卻速度和溫度進(jìn)行控制,根據(jù)冷卻作用的不同將軋后控冷分為3個(gè)階段進(jìn)行,以降低奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變溫度和阻止相變后的鐵素體晶粒的長(zhǎng)大,從而在提高材料強(qiáng)度的同時(shí)又不降低它的韌性,獲得良好的綜合力學(xué)性能?！　?0MnSi螺紋鋼筋的終軋溫度為1050℃,軋后控冷的第1階段是軋后立即進(jìn)行快冷,使軋件快冷到相變溫度800℃左右,防止相變前奧氏體晶粒的長(zhǎng)大。第2階段是在800℃時(shí)減少水流量,降低冷卻速度,將冷卻速度控制在15℃/s以下,避免奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變從而降低軋件的性能,此時(shí)的組織為鐵素體、珠光體,冷卻到5

8、00℃,進(jìn)行第3階段的空冷。以這種工藝