拉拔工藝對(duì)含鉻60鋼絲組織性能的影響

宋 強(qiáng),方 燕,孫 山（馬鞍山鋼鐵股份有限公司,安徽 馬鞍山 243000）

拉拔工藝對(duì)含鉻60鋼絲組織性能的影響

宋 強(qiáng),方 燕,孫 山
（馬鞍山鋼鐵股份有限公司,安徽 馬鞍山 243000）

對(duì)含鉻60鋼熱軋盤(pán)條大變形量加工過(guò)程中，鋼絲組織、性能的變化進(jìn)行了研究，拉拔后鋼絲強(qiáng)度大幅提高，塑性指標(biāo)沒(méi)有惡化，均勻的索氏體+少量珠光體+微量鐵素體組織以及高索氏體化率，即是大變形量拉拔工藝順利進(jìn)行的前提條件，也是提高鋼絲性能的技術(shù)關(guān)鍵

拉拔工藝;鉻合金元素;鋼絲性能

1 前言

鋼絞線用途十分廣泛，可作為架空輸電的地線、公路兩邊的阻攔索、建筑結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)索，常用于電力、橋梁、建筑、水利、能源等工程。60鋼熱軋盤(pán)條作為生產(chǎn)鋼絞線、鋼絲產(chǎn)品的一種重要原材料，經(jīng)過(guò)酸洗、磷化多道次大變形量拉拔（退火），可從φ6.5mm規(guī)格熱軋盤(pán)條拉拔到φ1.0mm鋼絲。減面率高達(dá)90%以上，大變形量加工工藝對(duì)熱軋盤(pán)條的組織、性能要求較高。拉拔加工過(guò)程中隨著減面率的變化，不同線徑鋼絲力學(xué)性能的變化規(guī)律、鋼絲的最終力學(xué)性能，都對(duì)最終產(chǎn)品鋼絞線的產(chǎn)品性能起到至關(guān)重要的作用。為提高鋼絲強(qiáng)度同時(shí)改善塑性，我們對(duì)加鉻60鋼并采用熱機(jī)扎制工藝生產(chǎn)的熱軋盤(pán)條，對(duì)其大變形量加工過(guò)程中鋼絲組織、性能進(jìn)行了研究，得到較為理想結(jié)果，能夠滿足提高鋼絞線強(qiáng)度的使用需求。

2 含鉻60鋼熱軋盤(pán)條成分、組織、性能及拉拔工藝流程

2.1 含鉻60鋼熱軋盤(pán)條成分、性能

工業(yè)化生產(chǎn)的含鉻60鋼Φ6.5mm規(guī)格熱軋盤(pán)條實(shí)物化學(xué)成分見(jiàn)表1，力學(xué)性能（未經(jīng)過(guò)時(shí)效）見(jiàn)表2，熱軋盤(pán)條組織為索氏體+少量珠光體+微量鐵素體，索氏體化率90～95%見(jiàn)圖1、圖2。

表1 60鋼化學(xué)成分（%）

表2 60鋼Φ6.5mm規(guī)格熱軋盤(pán)條力學(xué)性能

圖1 含鉻60鋼盤(pán)條金相組織х100

圖2 含鉻60鋼盤(pán)條金相組織х500

2.2 拉拔工藝流程

拉拔工藝流程：φ6.5mm→酸洗、磷化→9道次拉拔到φ3.0mm→退火熱處理→12道次拉拔到φ1.0mm。

3 鋼絲檢驗(yàn)結(jié)果

3.1 φ3.0mm鋼絲力學(xué)性能、金相組織

φ3.0mm鋼絲力學(xué)性能見(jiàn)表3，φ3.0mm鋼絲與φ6.5mm盤(pán)條力學(xué)性能相比，強(qiáng)度提高500MPa以上，同時(shí)塑性指標(biāo)與盤(pán)條相比沒(méi)有下降。鋼絲組織為索氏體+少量珠光體+微量鐵素體，索氏體化率超過(guò)90%，金相組織見(jiàn)圖3。

表3 φ3.0mm鋼絲力學(xué)性能

圖3 φ3.0mm鋼絲金相組織 х500

圖4 φ1.0mm鋼絲金相組織 х500

3.2 φ1.0mm鋼絲性能、金相組織

φ1.0mm鋼絲的力學(xué)性能見(jiàn)表4，與φ3.0mm相比，抗拉強(qiáng)度、面縮率變化不大。鋼絲組織為索氏體+少量珠光體+微量鐵素體，索氏體化率仍然較高為85%見(jiàn)圖4。

表4 φ1.0mm鋼絲的力學(xué)性能

4 討論分析

與不加鉻合金的普通60鋼熱軋盤(pán)條相比，盤(pán)條抗拉強(qiáng)度提高30～40MPa，鉻是細(xì)化珠光體組織的有效合金元素，能顯著提高盤(pán)條的抗拉強(qiáng)度；增加奧氏體的穩(wěn)定性使“C”曲線右移[1]，經(jīng)過(guò)熱機(jī)扎制工藝生產(chǎn)的熱軋盤(pán)條，組織為索氏體+少量珠光體+微量鐵素體，組織均勻索氏體化率高達(dá)90～95%。不僅提高了熱軋盤(pán)條的強(qiáng)度、塑性，而且利于拉拔加工。熱軋盤(pán)條拉拔到φ3.0mm鋼絲減面率為78.7%，由于加工硬化抗拉強(qiáng)度大幅提高約50%，而同時(shí)與熱軋盤(pán)條（未經(jīng)過(guò)時(shí)效）塑性相比沒(méi)有下降，索氏體化率仍高于90%。經(jīng)過(guò)退火后繼續(xù)拉拔到φ1.0mm鋼絲減面率為88.9%，抗拉強(qiáng)度略有提高、面縮率略有下降，索氏體化率為85%。

鋼絲組織、性能主要取決于熱軋盤(pán)條的組織、性能，加Cr提高了熱軋盤(pán)條、鋼絲的強(qiáng)度。合理的連鑄、控制軋制工藝可以避免加Cr造成盤(pán)條內(nèi)部偏析和局部馬氏體、貝氏體組織的形成[2]，均勻的索氏體+少量珠光體+微量鐵素體組織以及高索氏體化率，即是大變形量拉拔工藝順利進(jìn)行的前提條件，也是提高鋼絲性能的技術(shù)關(guān)鍵。

5 結(jié)論

加鉻60鋼熱軋盤(pán)條可以滿足大變形量拉拔工藝要求，提高了鋼絲性能。同時(shí)采用獨(dú)特的連鑄、控制軋制工藝可以避免加Cr帶來(lái)的盤(pán)條內(nèi)部偏析和局部馬氏體、貝氏體組織的形成的不利影響，為提高鋼絲性能提高了一種新方法。

[1]徐效謙,陰紹芬主編.特殊鋼鋼絲[M],北京,冶金工業(yè)出版社,2005（239）.

[2]宋強(qiáng),方燕,孫山.熱機(jī)軋制工藝對(duì)60鋼盤(pán)條組織性能的影響[M].山東工業(yè)技術(shù),2015（09）.

宋強(qiáng)（1962-）,男,上海人,正高級(jí)工程師,長(zhǎng)期從事高速線材產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究,現(xiàn)為中國(guó)金屬學(xué)會(huì)高速線材分會(huì)技術(shù)委員會(huì)委員。