1022冷镦钢镦头开裂分析

第 22 卷　第 2 期　　　　　河 北 理 工 学 院 学 报　　　　　V o l. 22　N o. 2 　2000 年 5 月　　　　Jou rna l of H ebei In st itu te of T echno logy　　　　M ay. 2000　 文章编号: 100722829 (2000) 0220018203 1022 冷镦钢镦头开裂分析 艾星辉, 宋海武 (唐钢职工培训中心, 河北 唐山 063001) 关键词: 冷镦钢; 镦头开裂; 显微组织; 夹杂物 摘　要: 对唐钢 1022 冷镦钢进行了金相组织、力学性能、化 学成分等试验分析, 找出了 1022 钢开裂的主要原因是 Si 含 量偏高和钢质纯净度过低。 中图分类号: T G 31611+ 1　文献标识码: A 0　引言 传统的冷镦钢生产采用沸腾钢模注工艺, 然而连铸正以其特有的优势取代模注工艺, 致使 冷镦钢生产一度出现空白。如何在新工艺条件下生产出合格的冷镦钢产品成为许多冶金 厂家的热点问题。唐钢也进行了同样的研制工作, 其工艺条件为转炉—连铸—高线, 试制 钢种为美国标准 1022 钢。试验中出现的主要问题是镦头开裂率高。从开裂的情况看, 有 的出现宏观裂口 (约 10% ) , 有的则需仔细观察才能发现, 大部分有镦头裂纹存在, 笔者对 此问题进行了试验分析。 1　试验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 及材料 影响冷镦钢冷镦质量的主要因素有表面质量、化学成分、力学性能、冷拔退火组织、夹 杂物含量等[ 1 ]。从这几个方面对 1022 钢进行试验分析, 并将有关数据与国外同牌号冷镦 钢 (冷镦性能良好)进行对比, 以确定镦头开裂的原因。 试验中力学性能 (包括冷顶锻) 采用W E210B 液压万能材料试验机进行, 执行标准为 GB 228276 (冷顶锻为 GB 223282) ; 晶粒度、金相组织、夹杂物评级采用M EO PHO T 221 型 光学显微镜, 执行标准分别为 YB öT 5148293、GB öT 13298291、GB 10561289; 电解夹杂总 量采用自制电解槽, 执行内部标准。 本试验采用转炉冶炼铝镇静钢, 钢包吹氩处理。连铸成 165 mm 2 方坯, 先经高线轧成Á 615 mm 盘条, 再经唐山汇东标准件厂拉拔为 Á 415 mm 和 Á 310 mm 两种规格钢丝, 按标准再结晶退火后进行镦头和挫丝, 制成自攻螺钉。 收稿日期: 1999205210 　　作者简介: 艾星辉 (19642) , 女, 河北卢龙县人, 唐山钢铁公司职工培训中心工程师, 学士。 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 2　试验分析 唐钢 1022 试验钢 Á 615 mm 盘条冷顶锻 (顶锻前与顶锻后高度之比为 3: 1) 全部合 格, 说明具有一定的冷镦性能。 表面质量情况见表 1, 符合 GB 6478～ 86《冷镦钢技术条件》规定, 不是造成镦头开裂 的主要原因。 表 1　试验钢表面质量情况及执行标准 试验样品及执行标准 裂缝、结疤、夹杂、折迭 表面细小发纹深度 1022 试验钢 无 0102～ 0105 mm GB6478286《冷镦钢技术条件》 不允许存在 < 011 mm 表 2　唐钢 1022 钢 Á 615 mm 盘条化学成分及相应的美国标准 试验样品及执行标准 C% M n% S% P% Si% A ls% 1022 试验钢 0122 0176 01013 5 01026 5 0118 01018 美国 1022 钢标准 0118～ 0123 017～ 110 ≤0105 ≤0104 ≤0110 ≥01015 　　从表 2 可以看出, 钢中 Si 含量偏高。随着 Si 含量的增加, 钢的弹性极限、屈服强度明 显提高, 不易冷变形。含 Si 量的增加易造成钢中非金属夹杂物增多, 其夹杂物又多偏聚于 钢材表面[ 1 ] , 因此试验钢含 Si 量高会对镦头开裂产生一定影响。 将试验钢和同牌号国外钢冷拔后按标准进行再结晶退火, 其力学性能列于表 3。从表 中可以看出, 试验钢塑性指标 Ω较同牌号国外冷镦钢低 4% 左右, 说明试验钢塑性偏低。 表 3　冷拔退火试样力学性能 样　　　品 规格 (mm ) qb (M pa) ∆5 (% ) Ω(% ) 试验钢 1022 415 420 40 69 310 425 53 74 国外钢 1022 316 435 42 78 　　试验钢冷拔退火组织为铁素体+ 珠光体, 晶粒度为 8 级, 与国外同牌号冷镦钢相比未 见明显差异。 试验钢氧化物和硫化物夹杂见图 1 和图 2。 试验钢氧化物夹杂 3 级, 硫化物夹杂为 215 级, GB 6478286《冷镦钢技术条件》规定: 氧化物和硫化物夹杂各不得大于 3 级, 二者级别之和不得大于 5 级, 显然试验钢不符合要 求。 为进一步搞清夹杂物对冷镦性能的影响, 对试验钢和国外同牌号冷镦钢进行了电解 夹杂总量分析, 试验钢为 01010 5% , 国外钢为 01004 9% , 说明试验钢纯净度过低。究其原 因主要有两个: 一是未在连铸中间包采取诸如加挡渣堰、保护浇注等夹杂物去除措施; 二 是由于沸腾钢不能直接进行连铸, 因而加入了较多的铝进行脱氧, 使之成为镇静钢。试验 钢在连铸过程中出现了中间包水口堵塞的现象, 说明钢液中较多的A l2O 3 存在[ 2 ] , 它存在 于钢材内部成为夹杂物。 91　第 2 期　　　　　艾星辉, 宋海武: 1022 冷镦钢镦头开裂分析　　　　　　　　　　　 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 图 1　试验钢氧化物夹杂 3 级 100×　　　图 2　试验钢硫化物夹杂 215 级 100× 3　结论 试验钢镦头开裂的主要原因有二: ①钢中 Si 含量偏高, 导致 Ρs 升高, 使镦头开裂的倾 向性增加, 因此在脱氧合金化过程中要特别注意对 Si 含量的控制。②与国外同牌号钢相 比, 钢质纯净度过低, 也是镦头开裂的原因之一。连铸过程中应采取夹杂物去除措施。 参考文献: [ 1 ]　本书编写组 1 氧气转炉钢的品种质量[M ]1 北京: 冶金工业出版社, 19791 [ 2 ]　史宸兴 1 连铸钢坯质量[M ]1 北京: 冶金工业出版社, 19801 Ana lys ing to the crack genera ted by cold upsett ing 1002 steel A I X ing2hu i, SON G H ai2w u (T rain ing Center of T angshan Iron and Steel Company , H ebei T angshan 063001, Ch ina) Key words: co ld- up set t ing steel; 　co ld- up set t ing crack s; m icro- st ructu re; im pu rit ies Abstract: By analysing the m icro - st ructu re, m echan ica l p ropert ies, chem ica l com po sit ion and the level of im pu rit ies of co ld- up set t ing steel m ade in T angShang iron and steel com pany, w e have found tha t the reason s of crack s on the su rface of the term ina l co ld- up set t ing steel w ere becau se the pu re degree w as low and the con ten t of si w as h igh. 02　　　　　　　　　 河 北 理 工 学 院 学 报 　　　　　　　　　第 22 卷　 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net