预应力钢绞线用SWRH82B盘条拉拔断裂原因分析

SWRH82B盘条从13.0 mm拉拔至5.06 mm出现杯锥状断裂.对断裂试样进行化学成分及断口组织形貌检测分析.研究结果表明,断裂源都在钢丝心部产生,并且心部大部分有异常组织,主要为网状渗碳体或条带状马氏体组织,该异常组织是造成钢丝拉拔过程中杯锥状断裂的主要原因.     

SWRH82B盘条拉拔断丝原因分析

采用金相和光谱分析SWRH82B盘条在拉拔过程中发生断裂的原因,造成SWRH82B盘条断裂的原因是盘条表面缺陷、非金属夹杂物、缩孔和盘条组织中存在网状渗碳体等。给出改进措施:(1)成品表面缺陷与内部缺陷源于铸坯在二冷区局部冷却过激和表面渣坑轧制,故应严格控制冶炼和轧制工艺;(2)可通过正火消除网状碳化物,应尽量降低钢的偏析程度,加快奥氏体在Acm～Ar1的冷却速度,并采取较低的终轧温度;(3)氢脆引起的断裂可通过人工时效与自然时效来解决(人工时效为200℃、10 h,自然时效约15 d)。以上措施实施后,2012年1—6月生产中再无断丝现象发生。     

SWRH82B线材拉拔斜断原因分析

针对SWRH82B线材拉拔过程中断丝严重,斜茬状断口出现频率较高的问题,通过金相观察、组织分析,找出线材拉拔产生斜茬状断口原因:线材中心碳偏析严重,导致C曲线右移,临界冷却速度下降,产生马氏体;线材中心存在含有灰色杂质的空洞;线材索氏体含量不均匀造成线材在多道次拉拔过程中,由于组织受力不均而引起断裂。改进措施:连铸过程加强钢的化学成分、钢水温度(过热度)和二次冷却等工艺的控制,采用结晶器电磁搅拌与末端电磁搅拌结合,控制中包温度在固相线上20～25℃等。工艺调整后,产品质量稳步提高。     

SWRH82B盘条异常断口原因分析

探讨同炉同批同工艺的SWRH82B盘条拉拔脆断产生原因。对试样进行力学性能检验,有2根试样断面收缩率不合格,其中1#试样为11.00%,2#试样为25.94%。采用扫描电镜观察脆性断口形貌,并对金相组织分析后得出结果:(1)1#试样脆断主要原因是钢中存在大型铝酸盐夹杂物和网状渗碳体组织,使得盘条的强度和塑性均显著下降;(2)2#试样网状渗碳体很少、很薄,而且索氏体率很高,断面收缩率稍低的主要原因是在塑性变形时产生的位错堆积引起应力集中,表现为纤维区大、剪切唇厚和螺旋台阶。采用线弹性断裂力学理论证明结果与两试样断裂试验结果相符。     

SWRH82B线材拉拔断丝的分析和解决

SWRH82B线材在拉拔时由于拉拔工艺参数不当出现断丝。钢丝中心出现断裂时,通过改变道次压缩率和拉丝模工作锥角,使其合理匹配来解决,保证工作区角度为14°时,压缩率大于20%;工作区角度为12°时,压缩率大于18.5%。当出现钢丝表面横裂时,通过控制拉丝模工作区长度解决,根据钢丝拉拔前后直径和拉丝模工作锥角,计算出工作区最小长度,保证工作区实际长度是最小长度的2倍以上。     

SWRH82B盘条拉拔横裂纹分析

用于制作预应力钢绞线的SWRH82BΦ13 mm盘条拉拔到Φ5.02 mm时产生横向裂纹。采用扫描电镜、大型金相显微镜对拉拔横裂纹试样进行观察并分析,结果表明:造成横裂纹的原因之一是盘条表面增碳。碳富集较轻部位出现网状渗碳体,局部碳富集区严重的出现莱氏体。通过采取结晶器和末端电磁搅拌,自动液面控制技术,防止浇注时卷渣,配合低过热度浇注、恒速浇注、合理比水量可消除表面增碳。     

SWRH82B盘条在钢绞线生产中存在的问题

分析国产SWRH82B盘条在钢绞线生产中存在的问题。盘条未经拉拔出现脆断的主要影响因素是碳含量、吐丝温度、控冷速度和有害气体的含量;笔尖状断裂主要由非金属夹杂和中心偏析造成;爪形和环形断裂由表面硬度偏高造成,并提出解决断裂问题的合理化建议。     

SWRH82B盘条脆断原因分析

1问题的提出 SWRH82B（简称82B）盘条是用于生产高强度预应力钢绞线等产品的线材,直径通常为12．5～13．0mm。产品主要应用于高架公路、大跨度桥梁、高层建筑、机场、隧道、水坝、电站等重要工程。生产要求原料不经热处理直接高速、连续、大压缩比冷拉拔至成品,因而要求有害元素含量低,非金属夹杂物的数量、尺寸和类型控制严格,碳偏析小。青钢于2003年12月份开始生产82B盘条。小批量试制期间,82B盘条质量能够满足用户要求。大批量生产的盘条在使用过程中多次出现杯锥状断裂、擦伤断裂、鱼鳞状断裂等现象。为满足用户质量要求,青钢技术中心对这几种脆断原因进行了分析。     

SWRH82B盘条质量引起的断裂问题分析

分析SWRH82B盘条在钢绞线生产中出现断裂的原因,指出盘条未经拉拔出现脆断的主要原因:碳含量比标准偏高,冬季生产时吐丝温度偏高、控冷速度偏大及有害气体较难溢出,使盘条强度高、韧性低。拉拔过程的笔尖状断裂主要由非金属夹杂、中心碳偏析及心部马氏体造成;菊花形断裂是由盘条表面硬度偏高造成;表面机械损伤也能在拉拔过程中造成断裂。根据不同的断口情况,提出解决断裂问题的措施和建议,尤其在盘条生产过程中要严格控制化学成分、轧制温度及冷却速度,防止出现碳偏析和马氏体。     

SWRH82B盘条拉拔断裂原因分析和改进

预应力钢绞线用SWRH82B盘条拉拔过程中易断裂。对冶炼、连铸、轧制等过程进行分析,提出SWRH82B盘条的质量要求:碳质量分数波动小于0.03%,化学成分均匀,夹杂物为MnS,S iO2等可变形夹杂及少量铝酸盐,尺寸一般应小于30μm;对SWRH82B盘条用坯料进行检查、修磨和精整;连铸时严格控制钢的成分均匀性、钢水过热度、二次冷却等,采用结晶器和末端电磁搅拌以减轻碳偏析;盘条索氏体化率达到85%以上,控制盘条心部渗碳体和马氏体等异常组织。造成盘条拉拔断裂的原因主要有时效期短、断面收缩率低,表面结疤、增碳,盘条心部出现网状渗碳体和马氏体以及表面擦伤等。针对以上原因提出相应的改进措施,改进后盘条合格率大大提高。     

SWRH82B盘条生产工艺及质量分析

介绍SWRH82B盘条的化学成分,在生产中采取加Cr微合金化处理,控制夹杂物的大小、碳偏析以及优化斯太尔摩冷却工艺等措施来提高盘条质量。将鞍钢SWRH82B盘条生产工艺流程、斯太尔摩冷却线及设备参数与宝钢、武钢进行比较,并对盘条质量进行分析,得出结论:鞍钢、宝钢、武钢生产的SWRH82B盘条化学成分相当,大规格SWRH82B盘条都加Cr进行微合金化处理;鞍钢生产的SWRH82B盘条有较高的强度和塑性,与宝钢和武钢盘条相差不大;鞍钢生产的SWRH82B盘条虽然不经过VD处理,但氧含量及夹杂物水平也能够满足拉拔要求;鞍钢SWRH82B盘条与宝钢相比索氏体化率约低4%,珠光体片层间距约大0.05μm,其主要原因是鞍钢斯太尔摩线冷却能力比宝钢和武钢稍弱。     

SWRH82B线材的试制

根据SWRH82B线材的用途、规格及制作钢绞线的基本要求,参照JIS G3506制定企业内控标准。详述SWRH82B系列线材的生产工艺流程,通过严格的转炉冶炼(双渣操作)、LF钢包精炼(脱S率为48%)、连铸(全保护浇注)、轧制(吐丝温度为820~850℃,冷却辊道主速度为0.70 m/s)等工艺控制,生产的Φ12.5 mm线材经检测:w(P)≤0.020%,w(S)≤0.015%;显微组织为索氏体和珠光体,索氏体体积分数为85%~90%;屈服强度为671~766 MPa;抗拉强度为1 132~1 176 MPa;延伸率为14%~19%;断面收缩率为27%~35%。产品性能满足用户使用要求。     

SWRH82B热轧线材生产实践

介绍12.5 mm SWRH82B热轧线材的质量要求,其化学成分w(C)为0.79%~0.83%,w(Si)为0.15%~0.35%,w(Mn)为0.60%~0.90%,w(P)≤0.020%,w(S)≤0.015%;线材金相组织应控制为索氏体;内控标准要求抗拉强度Rm≥1 140 MPa,断面收缩率Z≥30%,不圆度≤0.30 mm。通过控轧控冷实践,得出合理的热轧工艺:开轧温度1 020~1 060℃,进精轧温度880~920℃;终轧温度930~970℃,吐丝温度820~860℃。     

预应力钢绞线用SWRH82B钢冶炼工艺优化

针对预应力钢绞线用SWRH82B钢表面质量差、碳偏析指数高,造成拉拔断裂与断面收缩率低等问题,对SWRH82B钢冶炼工艺进行优化。转炉冶炼采用高拉碳补吹法,终点w(C)为0.50%~0.75%,控制钢水中w(P)≤0.020%;LF精炼炉微正压气氛冶炼且禁止大氩气搅拌,碱度控制0.8≤R≤1.2,软吹时间不小于18 min;连铸保护浇注,拉速恒定在2 m/min,结晶器液面波动不超过±0.3 mm,结晶器、凝固末端电磁搅拌。结果表明,改进工艺后铸坯表面无明显缺陷,内部组织均匀,等轴晶率提高,钢坯碳偏析指数降低,未发现尺寸大于50μm的夹杂物,降低拉拔断裂机率,产品性能满足用户需求。