82B钢的微合金化-相变控制与生产实践

为了优化82B钢的成分和热轧冷却工艺,以提高82B盘条的强度,测定了80钢和82B钢的等温转变温度对相变时间、珠光体片层间距的影响以及Cr元素对82B相变温度的影响,分析了Cr合金化和相变控制对82B盘条的微观组织和抗拉强度的影响。对于82B,当温度在595～615℃相变速度最快,其转变时间为10～15s,在590～625℃可得到理想的0.10～0.20μm的珠光体片层间距;通过添加0.18%～0.24%Cr和控制热轧冷却速度,可以控制82B钢的相变温度区间和相变速度,得到均匀细片状的珠光体组织;将Φ12.5mm 82B盘条的主要成分调整为0.78%～0.84%C、0.15%～0.35%Si、0.78%～0.88%Mn和0.18%～0.24%Cr;在热轧控冷过程中,弱化水冷,强化风冷,控制82B盘条的吐丝温度为840～880℃,目标值860℃,增大82B盘条在风冷线上的冷速,提高了盘条的强度。     

帘线钢盘条索氏体片层间距控制生产实践

对帘线钢盘条索氏体片层间距控制进行了理论分析和生产实践研究。根据理论分析确定了控制索氏体片层间距所需的盘条相变过程的转变温度;通过测定帘线钢的相变过程连续冷却曲线,确定了盘条吐丝后冷却速度。在生产实践中采用了增加风机风量的方法,增加了盘条相变过程的冷却速度,保证了盘条相变温度,使盘条索氏体片层间距得到了有效控制。     

高碳盘条70钢连续冷却组织转变

索氏体含量是衡量70钢盘条拉拔性能的重要指标,轧后控冷是其生产的关键工序。为研究轧后控冷工艺对其组织的影响,利用Gleeble3800热模拟机测定了试验用钢的临界转变温度并绘制静态CCT曲线。结果显示:当冷速从0.5℃/s增加到10℃/s时,索氏体含量逐渐增多,在冷速为10℃/s时达到最大值85.6%;但随着冷却速度继续加快,片层间距继续减小,并有马氏体组织出现。合理的冷却制度为:冷却速度控制在10～12℃/s,相变温度控制在560～620℃。     

大规格82B轧后强冷工艺研究与应用

高碳钢盘条冷却速度控制,主要是通过两个方面影响其金相组织、力学性能:一是控制水冷箱水量水压,达到穿水冷却后的吐丝温度;二是通过风机风量大小控制辊道上的冷却速度,从而减少铁素体组织、提高索氏体化率。通过轧后强冷+相变后缓冷工艺,使索氏体组织片层间距减小,盘条的强度和塑性大大增加。     

宣钢SWRH82B盘条控冷工艺的研究

利用Gleeble热模拟试验机对宣钢SWRH82B盘条的CCT曲线进行测量绘制,采用金相法进行验证,研究了冷却速度对SWRH82B组织相变的影响。结合宣钢设备现状,确定适用于宣钢Φ12.5 mm规格的SWRH82B盘条生产的控冷工艺为相变前冷速控制为7~10℃/s为宜。     

高碳钢82B不同连续冷却条件下基体相变行为研究

采用Formastor-FII全自动相变仪对高碳钢82B盘条进行连续冷却试验,采用膨胀法测得钢的临界相变点。对不同冷却速度下的试样,利用光学显微镜来观察试样组织,并用显微维氏硬度仪测定维氏硬度,根据测定的相变点绘出试验钢82B静态CCT曲线。结果表明,最佳冷却速度不应超过5℃/s,该条件下可避免产生马氏体组织,得到大量珠光体和索氏体组织,有利于改善盘条的拉拔加工性能。     

相变返温后冷却工艺对82B盘条组织性能的影响

 通过3种高线斯太尔摩风冷工艺,分析了返温后冷却工艺对82B盘条组织性能的影响,在2～10 ℃/s的范围内返温后冷却速率降低到2 ℃/s,盘条心部马氏体组织基本消除,同时冷速降低,抗拉强度降低,断面收缩率提高。通过热模拟试验,研究了82B在400～600 ℃相变温度区间的组织转变过程,结果显示,随着保温温度提高和保温时间延长,马氏体带含量不断降低。利用OM、SEM和EPMA等方法研究了盘条纵截面马氏体组织形态,发现盘条心部马氏体带是Mn和Cr等合金元素的富集区。对于高线斯太尔摩风冷工艺,盘条心部马氏体组织控制的核心是返温后采用缓慢的冷却速率,延长保温时间,优化82B盘条的组织性能。     

胎圈钢丝用线材连续冷却转变行为

采用THERMECMASTOR-Z热加工模拟试验机和金相、硬度检测方法,对胎圈钢丝用线材连续冷却转变过程中组织与力学性能变化的规律和特征进行研究,建立连续冷却转变曲线。结果表明:当冷却速度在10~20℃/s时,线材的索氏体组织超过90%。根据试验结果制定合适的控制冷却工艺,生产的SWRH82A盘条珠光体片间距为0.10~0.15μm,索氏体组织约占95%,具有良好的抗拉强度和塑性。     

高强度预应力钢绞线用盘条力学性能影响因素的研究

综合分析高强度预应力钢绞线盘条的质量控制因素,讨论SWRH82B的化学成分、轧后控冷工艺、金相组织以及索氏体片间距等对盘条强度的影响,为SWRH82B盘条化学成分设计提供了依据。     

绿色低碳高效超高强度桥梁缆索钢用线材的研发及应用

桥梁缆索的高强化和轻量化要求,对于缆索用钢制造提出了更高层次的要求,兴澄特钢从材料的力学性能实现原理出发,设计了2000 MPa级超高强度缆索钢的成分、组织目标及其配套的生产工艺路径.应用浇注钢水物性控制、搅拌-冷却-轻压下配合技术,降低铸坯偏析指数至0.95-1.05,基于钢种的应变-相转变及温度-相变等材料基础研究,优化盘条控制轧制,应用自主研发的在线水浴技术(XDWP-Xingcheng Direct Water Patenting),轧后890±10℃水浴至650-680℃,绿色高效地实现盘条在相变区缓慢冷却索氏体化等温韧化处理,结合优化设计的冷拉减面率位错密度控制技术,得到成分均匀、组织均匀、力学性能良好的盘条,实现盘条索氏体含量≥90％,索氏体片层间距100-150 nm,抗拉强度＞2000MPa,断面收缩率＞25％.通过材料、工艺设计及生产过程优化控制,直径Φ7.0 mm 2000 MPa级超高强度桥梁缆索钢强度、抗扭转性能稳定达到大型桥梁建设要求,应用于沪苏通跨长江公铁两用斜拉大桥.     

冷却速度对Φ13 mm SWRH82B线材组织性能影响及控冷工艺优化实践

采用热模拟试验机测定了SWRH82B钢（/%:0.80C,0.84Mn,0.22Si,0.013P,0.008S,0.32Cr）的相变点和连续冷却转变（CCT）曲线,通过金相显微镜、SEM、TEM及力学性能测试分析了冷却速度（1~25℃/s）对SWRH82B线材相变组织、珠光体片层间距和力学性能的影响,得到了最佳冷却速度为8~10℃/s;通过150 mm×150 mm SWRH82B钢铸坯轧成Φ13 mm盘条后风冷4组Z₁~Z₁₃辊道速度（0.8~1.25 m/s,1.0~1.45 m/s,1.05~1.50 m/s,1.10~1.55 m/s）和冷却速度（8.9,9.5,10.4,11.2℃/s）进行了生产试验,得出在斯泰尔摩风冷线上的获得最佳冷却速度8~10℃/s首段辊道速度应为0.8~1.0 m/s,可达到用户要求的指标:时效后抗拉强度≥1130MPa和断面收缩率≥30%,索氏体率≥80%,表面脱碳深度≤1.5%D（D-线材直径）。     

Φ6.5 mm 65号硬线盘条控制冷却工艺

研究了控制冷却工艺对Φ6.5 mm的65号硬线盘条组织性能的影响。结果表明,吐丝后盘条以大于10℃/s的冷却速度冷却至600℃,然后在索氏体区等温冷却时,金相组织中索氏体化率高。从而确定了Φ6.5 mm的65号硬线盘条的控制冷却工艺,并以此指导Φ6.5 mm65号硬线盘条生产。     

切割钢丝盘条的显微组织研究

为适应切割钢丝对盘条深加工性能的高要求,研究了大拉拔塑性变形条件下盘条显微组织中渗碳体片层间距对成品钢丝性能的影响,发现显微组织的渗碳体片层间距80 nm时会降低钢丝的拉拔加工硬化率,同时也会降低拉拔后钢丝的扭转性能。在工业化生产条件下,盘条显微组织控制在索氏体和珠光体范围内,比将显微组织控制在索氏体和屈氏体范围内更适合大压缩率的拉拔,即不能盲目追求高索氏体化率。盘条的屈强比参数可作为盘条显微组织索氏体化率的参考。     

首钢SWRH82B线材异常组织成因分析

 首钢第一线材厂在生产SWRH82B线材过程中,盘条检测芯部出现异常组织现象：珠光体与残余奥氏体共存、索氏体与网状铁素体共存、索氏体与马氏体共存。通过对生产数据跟踪和扫描电镜观测发现,在冶炼、连铸过程中不稳定操作,铸坯中溶质元素碳、锰和铬元素偏析,钢液铬合金元素熔解不均匀,碳、锰和铬综合作用明显提高奥氏体的稳定性,大大推迟了奥氏体向珠光体的转变时间,在A1～Acm温度之间时间相对较长,形成残余奥氏体组织和珠光体、索氏体共存的局面;钢中溶质元素富集造成吐丝温度与相变之前冷速过快,形成片层间距不同的屈氏体和马氏体快冷低温组织。     

SWRH82B盘条实物质量分析

对四个生产厂家SWRH82B盘条的拉拔情况及钢绞线产品力学性能进行了系统分析,同时分析了各厂家盘条的力学性能、化学成分、微观组织等。分析结果表明,保证SWRH82B盘条化学成分均匀、氮含量控制在45ppm以下、索氏体化率达到92%左右、抗拉强度目标值控制在1180MPa将有利于拉拔和捻股,钢绞线成品性能良好。     

变形温度及冷却速度对微合金化82B盘条组织和性能的影响

利用热模拟仪、金相显微镜、万能试验机等手段对微合金化82B盘条的变形温度及冷却速度进行了研究分析,试验结果表明:较快的冷速会促进钒合金化试样中含钒第二相的析出,提高材料强度的同时降低其塑性,该合金化方式需控制钒含量;钒氮合金化是一种适合82B盘条的强化方式,但材料的钒和氮含量比例关系,以及与冷速的交互作用可显著影响材料的强韧性,需严格控制钢中钒氮配比;铬钒复合微合金化可显著提高82B盘条的强度和韧性,且不受冷速的强烈影响,是理想的微合金化方式,铬钒复合微合金化82B盘条组织均匀,未出现中心元素偏析,适宜终轧温度范围为900～940℃。     

高碳82B线材控轧控冷工艺优化实践

对82B线材控轧控冷工艺进行了优化,通过改变终轧温度、吐丝温度和斯太尔摩辊道速度及冷却工艺参数,盘条的组织和力学性能基本达到了使用要求,索氏体化率达到85%以上,月产量稳定在5 000 t以上。     

1960MPa级钢丝绳用高碳钢线材的开发

研究了用于1 960MPa级钢丝绳的C82D2热轧盘条的工业性试制,详细探讨了盘条的成分、组织、性能以及拉制钢丝的力学性能。结果表明:严格的精炼、偏析控制是炼钢的关键;盘条表面无脱碳层,索氏体化率达95%,片层间距134~168nm,σb平均值为1 167.6MPa;钢丝的强度、弯曲和扭转性能均符合标准要求,疲劳寿命平均值达9.0万次。     

控冷工艺对82B盘条相变行为影响的研究

利用Gleeble-3800热模拟试验机分别测定了82B盘条在静态和控冷状态下的CCT曲线,研究了控冷工艺对82B盘条相变行为和组织转变的影响。结果表明,与静态CCT相比,控冷工艺能够推迟珠光体转变,降低临界冷却速率,并且能够优化组织;相变时的最佳冷却速率应控制在3℃／s以下。     

82B力学性能的探索

介绍82B线材的生产工艺和技术要求,对控轧控冷工艺进行分析,指出将减定径机入口温度控制在910℃,在斯太尔摩控冷线第1段入口处增加风量,将空冷风机风量增加到99.99％,可以提高相变前冷却速度,提高线材索氏体化率.