HRB335钢热轧开裂原因的研究
HRB335钢在国民经济中具有广泛用途,是国内很多钢厂的主导产品之一。为了提高钢材性能,节约成本,目前国内钢厂生产该类钢材时普遍采取穿水冷却工艺。其核心原理是:在终扎前,钢材的温度仍然在Ac3以上,让钢材通过一定的穿水冷却,在表面一定厚度内形成马氏体,而芯部生成粒状珠光体。由于芯部具有一定的余热,在随后的冷却过程中,表面发生自回火,表面马氏体转变成回火索氏体,钢材的脆性和内应力降低,综合性能提高。这样,相同成分的钢材经过穿水冷却,可以提高性能;反过来,达到同样的性能,可以适当降低钢材合金元素的含量,起到降低成本的作用。然而,由于穿水工艺控制不好,HRB335钢材在热轧时经常出现开裂现象。加之各个钢厂的冶炼工艺存在差异,铁矿成分不同,钢水成分不同。对于热轧开裂的原因也是众说纷纭。针对出现的HRB335钢材热轧开裂现象,通过对钢材夹杂物
分析、金相组织观察、断口形貌
分析、氧氮含量测试以及钢材主要合金元素含量的测试,对该类钢材热轧开裂原因进行了系统的
分析研究。
生产的HRB335(20MnSi)热轧钢筋,钢筋热轧后出现开裂现象。首先利用金相显微镜对其夹杂物级别和金相组织进行观察
分析,利用扫描电子显微镜对端口形貌进行观察
分析,利用氧氮
分析仪对钢材氧氮含量进行测试,利用红外光谱仪对钢材主要合金元素含量进行测定。取样方法如下:从钢材完好部分及开裂部位分别取一个样观察夹杂物和金相组织;从钢材完好部分、开裂前端、开裂中部及开裂后端分别取一个样,
分析其物相组成(XRD)、断口形貌及O、N含量;从钢材完好部分和开裂部分分别取两个样,
分析其主要合金元素含量。通过对钢材不同部位化学成分、组织结构、断口形貌的综合
分析研究,找到HRB335钢筋热轧开裂的原因。
断口
分析表明,HRB335钢材热轧开裂主要为脆性断裂,开裂主要原因是穿水工艺控制不好,而并非是冶炼所致。金相组织表明,开裂部位组织含有大量针状铁素体,为典型魏氏体组织。钢奥氏体化后,过热或保温时间过长,奥氏体晶粒长大,易形成魏氏体组织;轧制过程中穿水冷却速度过快也易形成魏氏体组织。由于产生了魏氏体组织,导致钢材变脆。开裂部位氧、氮含量与同类钢材相比差别较大,氧含量远远高于同类钢材,易形成氧化物夹杂物。金相观察显示,钢材开裂部位夹杂物数量偏高,这就导致轧制性能降低,易出现开裂。