熱機(jī)軋制工藝對(duì)60鋼盤(pán)條組織性能的影響

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

熱機(jī)軋制工藝對(duì)60鋼盤(pán)條組織性能的影響

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

摘要：對(duì)60鋼化學(xué)成分優(yōu)化，加入鉻合金元素，通過(guò)熱機(jī)軋制和專(zhuān)用控冷工藝生產(chǎn)的盤(pán)條，抗拉強(qiáng)度、面縮率、索氏體化率都明顯提高，滿(mǎn)足用戶(hù)深加工及改善鋼絲性能的要求。

關(guān)鍵詞：合金化;控軋控冷;綜合性能

1前言

60鋼熱軋盤(pán)條在金屬制品行業(yè)廣泛用于生產(chǎn)鋼絞線、鋼絲產(chǎn)品，一般需經(jīng)過(guò)多道次拉拔，減面率最高可達(dá)97%左右，加工變形量大對(duì)熱軋盤(pán)條組織性能要求高。隨著用戶(hù)對(duì)鋼絞線、鋼絲產(chǎn)品性能要求的提高，對(duì)60鋼熱軋盤(pán)條的強(qiáng)度、面縮率、反復(fù)彎曲及扭轉(zhuǎn)性能提出更高要求。我們通過(guò)微合金化和熱機(jī)軋制工藝的應(yīng)用，大大提高了熱軋盤(pán)條的性能。

2　60鋼成分控制及工藝流程

2.1成分控制

為提升60鋼熱軋盤(pán)條強(qiáng)度和面縮率，以利于后續(xù)拉絲加工過(guò)程和成品鋼絲的綜合性能保證，對(duì)盤(pán)條化學(xué)成分在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)進(jìn)行了調(diào)整，主要是加入Cr：0.16～0.25%，其它元素進(jìn)行窄成分控制見(jiàn)表1。為與普通60鋼區(qū)分，確定鋼的牌號(hào)為YA60。

表1YA60鋼化學(xué)成分（%）

2.2生產(chǎn)工藝流程

生產(chǎn)工藝流程：高爐鐵水→鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→精煉→連鑄（Φ380園坯）→加熱→開(kāi)坯（140×140方坯）→加熱→除鱗→熱機(jī)軋制→控冷→集卷→打包→入庫(kù)。

3試制結(jié)果

按表1成分和上述工藝流程批量試制了Φ6.5規(guī)格的YA60鋼熱軋盤(pán)條。圖1為YA60鋼盤(pán)條抗拉強(qiáng)度直方圖，圖2為普通60鋼盤(pán)條抗拉強(qiáng)度直方圖，圖3為YA60鋼盤(pán)條面縮直方圖，圖4為普通60鋼盤(pán)條面縮直方圖；圖5為YA60鋼熱軋盤(pán)條金相組織，圖6為普通60鋼熱軋盤(pán)條金相組織。從圖中可見(jiàn)，YA60鋼盤(pán)條抗拉強(qiáng)度均值為987.8MPa、普通60鋼盤(pán)條抗拉強(qiáng)度均值為952.2MPa，相差36.6MPa；CL60K盤(pán)條面縮率均值為50.4%、普通60鋼盤(pán)條面縮率均值為42.3%，相差8.1%；即YA60鋼盤(pán)條抗拉強(qiáng)度比普通60鋼盤(pán)條提高的同時(shí)，其面縮率同時(shí)提高。YA60鋼盤(pán)條組織為細(xì)珠光體+微量鐵素體，晶粒明顯細(xì)化。索氏體化率為90%以上，比普通60鋼盤(pán)條高約10%（普通60鋼盤(pán)條組織為細(xì)珠光體+少量鐵素體）。YA60鋼盤(pán)條拉拔性能改善明顯，用戶(hù)加工結(jié)果良好。

4討論分析

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]，但加Cr也會(huì)促進(jìn)中心偏析和心部馬氏體、貝氏體組織的形成，當(dāng)采用方坯連鑄存在角部裂紋缺陷時(shí)在缺陷區(qū)域也會(huì)促進(jìn)局部偏析。在小方坯連鑄生產(chǎn)中，由于無(wú)法有效控制Cr偏析、方坯角部缺陷，在盤(pán)條軋制冷卻過(guò)程中在盤(pán)條次表層極易產(chǎn)生馬氏體、貝氏體組織，造成拉拔脆斷，因此一般在生產(chǎn)60鋼盤(pán)條時(shí)不允許添加Cr元素。為解決加Cr元素后帶來(lái)的不利影響，工藝流程優(yōu)化為連鑄成380mm圓形鋼坯、經(jīng)過(guò)開(kāi)坯成140×140mm方坯、進(jìn)高線軋機(jī)經(jīng)過(guò)熱機(jī)軋制和專(zhuān)用控冷工藝，即將軋件通過(guò)水冷和長(zhǎng)通道恢復(fù)，使溫度降低到750~830℃后，進(jìn)入精軋機(jī)，在二相（γ+α）區(qū)大變形量軋制[2]。同時(shí)連鑄圓坯不易產(chǎn)生角部缺陷，有效解決了添加Cr元素帶來(lái)的盤(pán)條次表層極易產(chǎn)生馬氏體、貝氏體組織不利影響。鋼坯心部偏析雖然連鑄時(shí)控制過(guò)熱度≦30℃、采用連鑄結(jié)晶器電磁攪拌工藝得到很大改善，但為避免產(chǎn)生心部馬氏體、貝氏體組織，仍需要對(duì)控軋控冷工藝進(jìn)行重新設(shè)計(jì)以避免心部馬氏體、貝氏體組織產(chǎn)生。

圖1為YA60盤(pán)條抗拉強(qiáng)度直方圖

圖2為60鋼盤(pán)條抗拉強(qiáng)度直方圖

圖3為YA60盤(pán)條面縮率直方圖

圖4為60鋼盤(pán)條面縮率直方圖

圖5YA60鋼盤(pán)條金相組織х100

圖660鋼盤(pán)條金相組織х100

5結(jié)論

按優(yōu)化后成分和熱機(jī)軋制工藝、專(zhuān)用控冷工藝生產(chǎn)的盤(pán)條抗拉強(qiáng)度均值達(dá)到987.8MPa、面縮率達(dá)到50.4%、索氏體化率達(dá)到90%、而且晶粒明顯細(xì)化，性能優(yōu)于普通60鋼盤(pán)條。滿(mǎn)足了用戶(hù)對(duì)改善60鋼熱軋盤(pán)條性能的需求。

參考文獻(xiàn):

[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),倪達(dá).熱機(jī)軋制技術(shù)對(duì)中碳冷鐓鋼組織和性能的影響[M].中國(guó)冶金,2007,17(02).

作者簡(jiǎn)介：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。