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1、微合金化及控冷工艺对7 2 B 盘条性能的影响 肖九红 ( 湘耀钢铁集团有限公司4 1 1 1 0 1 ) 摘要采用建立线性模型的模式识别方法，分析化学成分对产品力学性能的影响，并在生产实践中通过对微台 金化大规格线材的控轧控冷工艺参数的优化，得出化学成分及控轧控冷工艺对盘条组织和性能的影响程度。同时 得出大规格7 2 B 高线盘条的最佳成分控制及最佳控玲工艺参数。 关键诃微合金化控冷工艺；7 2 B 大规格线耪；组织和强韧性 大规格S W R H 7 2 B 高线盘条是生产高强度低松弛预应力钢丝及钢绞线的主要原料之一。由于P c 钢丝 和P c 钢绞线是我国发展速度较快的一种新型经济高效建筑
2、钢材，其质量的好坏直接影响工程安全。而盘 条质量的高低，将直接影响预应力钢材质量档次的提升。 S W R H 7 2 B 高线盘条是湘潭钢铁公司2 0 0 4 年成功开发的品种，在开发过程中，解决了铸坯成分偏析、夹 杂等一系列技术难题，并对盘条的化学成分、微合金化及轧制控冷工艺对盘条金相组织和力学性能的影响进 行了试验和分析。 1 微合金化成分设计及产品力学性能要求 由于大规格高碳钢线材的淬透性差，线材心部和表面冷却速度不一致，很难使线材截面冷却渗透，并且 受设备的制约，实际生产中调整难度大。通过加铬，提高钢的淬透性，结合控轧控冷工艺，使线材，t ；, N N 表N 的组织趋于均匀，从而提高盘
3、条的强韧性。S W R H 7 2 B 微合金化线材的化学成分要求见表1 ，产品力学性能 要求见表2 。 表1S W R H 7 2 B 微合金化线材的化学成分表 2 化学成分对性能的影响分析 2 1s w R H 7 2 B 中1 3 m m 微合金条化盘条化学成分及力学性能 s w R 1 7 2 B 垂1 3 m m 微台金化盘化学成分及力学性能统计结果见表3 ，表4 。 从表3 和表4 可以看出，7 6 组数据的R m 、A 、Z 的平均值分别为1 0 9 1 M P a ，1 3 8 9 、3 8 5 ，这说明化学 成分控制在标准成分中值，结合合适的控轧控冷工艺，能得到较理想的力学性
4、能。 2 2 力学性能拟合模型及分析 我们分别以R m 、A 和z 为目标，以化学成分为自变量，采用建立线性模型的模式识别的方法对样本实 例反映的影响规律进行了拟合，并用回归分析的方法对拟合提出的模型进行了分析。 】6 5 表3 S W R H 7 2 B 西1 3 m m 商线盘条化学成分统计计算结果 统计硬目!生三竺!：! 最大值O 7 40 1 2 9 0 7 90 0 2 40 0 1 9 O 2 0 2o0 3 8 平均值07 1 8 6 4 02 1 1 907 2 0 30 0 1 8 4 0 0 0 8 9 70 i 7 9 7o 0 3 0 3 8 标准偏整00 1 1 2
5、6 6O0 2 7 7 8O - 0 2 3 2 3 0 0 0 2 9 900 0 3 7 0 500 0 7 0 0 6 0 0 0 3 8 1 3 墅乙型生一一坠L ! ! ! ：! ! ! ! ：! ! ! ：坚! ：! ! ! 表4S W R H 7 2 B 西1 3 m m 高线盘条的力学性能统计计算结果 注共收集7 6 组数据 R m 、A 和z 的预报模型分别为： R m 乏4 6 3 1 9 6 + 5 0 3 4 6 4 C + 1 1 0 9 6 1 S i + 2 6 1 回归结果其F 值为：F 1 = 1 5 8 0 2 A = 9 1 5 5 3 4 7 6 1 C
6、 + 4 8 2 5 S i + 3 1 6 0 6 M n 回归结果其F 值为：F 2 = 1 6 6 2 8 Z = 4 0 7 9 7 4 4 0 8 4 C 一2 1 8 3 S i + 2 3 2 2 7 M n 回归结果其F 值为：F 3 = 0 9 3 7 9 通过查找相关系数检验表，得出： F ( 0 0 1 ) i0 3 6 1 F ( 0 0 5 ) = 04 6 3 1 1 6 M n + 7 4 1 2 5 P 一6 0 8 6 9 S + 2 6 3 4 C u + 2 1 7 5 4 4 C r 6 3 3 5 4 P 1 8 7 0 5 S + 1 7 5 3 4
7、 C u + 2 8 9 0 1 C r 6 5 1 5 P 一3 4 7 4 5 2 S 一3 8 2 5 2 C u + 1 3 8 4 2 C r 从F l 、F 2 、F 3 值可看出，通过F 检验，说明回归显著。即盘条的化学成分对其力学性能的影响显著。 3 控冷工艺的优化及对盘条组织和性能的影响分析 3 1 S W R H 7 2 B 币1 3 m m 微合金化盘条控冷工艺参数的优化 将1 0 根S W R H 7 2 B 钢坯选用2 个控冷程序进行轧制，钢坯成分为：C ：0 7 4 ；M n ：0 ，7 0 ；S i ：02 5 ； P ：0 0 2 ；s ：0 0 0 9 ；C
8、r ：0 ，1 8 ；C u ：0 0 4 3 。每5 根钢坯选用一个控制冷却程序进行轧制，在轧制过程 中1 0 根钢坯全部轧制成盘条。 设定的控冷工艺参数为：程序l 和程序2 。程序1 和程序2 除斯太尔摩风机开启数量和保温盖开启不 一样以外，其它开轧温度、糟轧前温度、吐丝温度、斯太尔摩辊道速度均相同，其中斯太尔摩辊道速度采用标 准型冷却的辊道速度。这两个程序的风机开启情况如表5 。 表5 两种程序S T M 风机、保温盖开启参数表 3 2 结果分析 1 ) 对轧制的盘条头尾各剪掉6 圈后取样做力学性能和金相组织检测二种控冷工艺对应的盘条力学性 能结果见表6 。 1 6 6 表6S W R
9、H 7 2 B 币1 3 m m 高线盘条的力学性能 2 ) 两种控冷工艺对应的盘条金相组织检验结果 显微号7 6 9 炉号0 3 2 0 5 4 2 3 1 规格十1 3 m m 委托号2 头一6 风机全开 金相组织：素氏体+ 珠光体( 见图1 ) 脱碳层：0 0 8 m m 索氏体含量：1 5 级( 9 0 索氏体) 显微号7 7 4 炉号0 3 2 0 5 4 2 3 一l 规格1 3 m m 委托号9 头一6 风机前6 台7 0 ，后4 台5 0 金相组织：索氏体+ 珠光体( 见图2 ) 脱碳层：0 0 8 r a m 索氏体含量：2 0 级( 8 5 索氏体) 图1圈2 3 ) 上述
10、结果表明时效后成品的力学性能有较大的提高，时教后力学性能基本稳定，波动较小。并且经过 比较，程序1 采用较大的风机开启度，程序2 采用前段较大的风机开启度、后段较小的风机开房度。程序1 具有更好的综合机械性能，盘条索氏体化程度更高。 3 3 控冷工艺的进一步优化 从表6 可看出，程序1 轧制的盘条头尾R m 相差2 5 M P a ，A 相差0 5 ，Z 相差4 0 。为了解盘条的通 条性能和盘条搭接点对盘条通条性能影响程度，取盘条5 圈，每圈连续取A ( 搭接点) 、B 、c 、D 、E 、F ( 搭接 点) ，5 圈共3 0 个点，每点一个试样，共3 0 个试样，做力学性能R m 、A 、
11、z 三项检测。统计分析检测数据，得出 高线盘条搭接点对盘条通条性能影响程度，并提出程序进一步优化的方案。检测数据见表7 。 表7 盘条同圈力学性能结果 A1 0 4 0 4 01 703 6 ，5 B1 1 2 04 01 60 4 0 0 C1 1 0 0 3 01 9 5 4 1 0 D1 0 8 0 4 01 8 5 4 2 0 E1 0 9 02 0 1 7 53 85 F1 0 5 05 5 1 803 6 0 1 6 7 结果表明，搭接点A 、F 处抗拉强度明显低于其余各点，最大约8 0M P a ，而相同位置的各点( 包括搭接 点) ，抗拉强度波动值为2 0 5 5M P a ，
12、不同位置的点延伸率相差不大，断面收缩率A 、F 处明显低于其余各 点，大约4 左右。这说明高线盘条搭接点对盘条通条抗拉强度、断面收缩率影响较为显著。 针对这一情况，为提高盘条的通条性能，在程序1 的基础上，采用“佳灵装置”，根据线圈两侧和中间堆积 的厚薄疏密进行风量分配。佳灵装置的开启度设定为：方案1 ：1 l O 台2 5 ；方案2 ：l 5 台2 0 ，6 1 0 台2 5 ；方案3 ：l 5 台1 5 ，6 1 0 台2 5 。程序优化后的力学性能结果见表8 。 表8 程序优化后盘条同豳力学性能结果 结果表明，采用“佳灵装置”，对风量进行适当分配，能提高盘条的通条性能。 4 结论 1 )
13、 化学成分控制在标准成分中值，结合合适的控轧控冷工艺，能得到较理想的力学性能。 2 ) S W R l - 1 7 2 B 垂1 3 m m 微合金化线材经过程序优化，不仅表面质量好、尺寸精度高，而且脱碳层深度小于 0 1 m m ，索氏体程度较高，组织均匀性好，通条性能好。 3 ) 在选择大规格线材的控冷工艺参数时，必须考虑c r 含量对淬透性的影响，轧后冷却过快容易使盘条 形成不良组织，轧后冷却过慢索氏体化程度不够，对韧性有影响。 4 ) 微合金化能提高钢的淬透性，必须结合控轧控冷工艺，采用合适的佳灵开启度，使线材心部和表面的 组织趋于均匀，使盘条的通条性能更均匀，从而提高盘条的强韧性。 作者简介 肖九红1 9 6 9 年生，湘潭钢铁集团有限公司科技开发中心工艺技术科高级工程师。 1 6 8
