簾線鋼開卷斷裂原因分析與改善措施

桂江兵 蔣躍東 吳 超 夏艷花 孫宜強

（武漢鋼鐵（集團）公司研究院 湖北 武漢：430080）

簾線鋼是汽車子午線輪胎的主要材料，用于提高輪胎的安全性、耐磨性以及耐疲勞性能，主要加工工藝為：開卷→除鱗（去氧化鐵皮）→粗拉→熱處理→中拉→電鍍、熱處理→濕拉→捻股。2011年，某廠生產(chǎn)的簾線鋼（牌號為LX82A，成分見表1）在開卷、除鱗的過程中斷絲頻繁，遂郵寄斷口試樣至項目組進行分析。利用金相顯微鏡、掃描電鏡對斷口試樣進行分析，找到了簾線鋼開卷斷裂的原因，并制定了改善措施。

表1 化學(xué)成分（wt%）

1 檢驗方法及結(jié)果

隨機抽取1個斷口試樣，對其進行超聲波清洗后拍照，宏觀形貌見圖1。

圖1 斷口宏觀形貌

圖1可見，該斷口十分平整，斷口附近的表面有機械損傷的痕跡，斷口無明顯塑性形變。

靠近斷口附近分別制取橫截面試樣和縱截面試樣，縱截面試樣拋光后在金相顯微鏡下觀察，可見明顯微裂紋，見圖2，用3%硝酸酒精浸蝕后觀察，該試樣表層裂紋處有硬化層存在，見圖3。

磨制、拋光橫截面試樣并進行3%硝酸酒精浸蝕后，試樣同樣可見硬化層，見圖4。

圖4 橫截面試樣的硬化層

觀察橫截面試樣的金相組織，結(jié)果見圖5，為索氏體＋珠光體＋網(wǎng)狀鐵素體。

圖5 橫截面試樣金相組織

為了進一步分析該斷口試樣的高倍組織，利用掃描電鏡對腐蝕后的橫截面試樣進行珠光體形貌分析，結(jié)果見圖6。

圖6 珠光體形貌

圖6可見，放大1500倍時，珠光體球團之間可見大量網(wǎng)狀鐵素體組織，同時兩球團之間珠光體片層較為粗大。

2 分 析

簾線鋼LX82A屬于過共析鋼，正常組織為索氏體＋珠光體，該組織相對亞共析鋼珠光體＋鐵素體的組織來說，強度較高、而塑性較差，因此抵抗裂紋擴展的能力較亞共析鋼差［1］，同時斷口試樣中珠光體球團之間存在的大量的網(wǎng)狀鐵素體組織加劇了微裂紋的擴展，因此，在開卷過程中，由于受到外力的作用，該微裂紋很容易快速擴展，從而導(dǎo)致開卷斷裂?？梢哉f，盤條表面存在的微裂紋是導(dǎo)致盤條斷裂的主要原因，而珠光體片球團之間存在的大量網(wǎng)狀鐵素體組織是導(dǎo)致盤條斷裂的次要原因。

3 措施與效果

通過分析可知，盤條表面存在的微裂紋是導(dǎo)致盤條斷裂的主要原因，而珠光體片球團之間存在的大量網(wǎng)狀鐵素體組織是導(dǎo)致盤條斷裂的次要原因。因此，措施制定主要從減少盤條表面微裂紋、減少珠光體球團之間網(wǎng)狀鐵素體組織兩個方面同時入手，采取的具體措施見表2。

表2 措施制定

為了降低相變中的冷卻速度，對高線廠斯太爾摩線的輥道速度、風機風量進行了調(diào)整，具體調(diào)整工藝是：將入口輥道速度降至原來的一半，同時將3＃至6＃風機風量降低至50%以下。另外，將吐絲溫度提高到900℃～920℃。對工藝調(diào)整后的盤條重新進行珠光體形貌分析，結(jié)果見圖7。圖7可見，工藝調(diào)整后，珠光體球團之間的網(wǎng)狀鐵素體組織明顯減少。另外，通過調(diào)整集卷處插桿的垂直度，減少盤條在C型鉤上的摩擦，盤條表面微裂紋也大大減少。

圖7 工藝調(diào)整后的珠光體形貌

4 結(jié) 論

（1）盤條表面存在的微裂紋是導(dǎo)致盤條斷裂的主要原因，而珠光體片球團之間存在的大量網(wǎng)狀鐵素體組織是導(dǎo)致盤條斷裂的次要原因。

（2）調(diào)整集卷處插桿的垂直度、減少盤條在C型鉤上的摩擦可以減少盤條表面的微裂紋，提高吐絲溫度、降低相變中的冷卻速度可以使珠光體球團之間的網(wǎng)狀鐵素體組織大大減少。

［1］崔忠圻.金屬學(xué)與熱處理［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2001.

［2］王有銘，李曼云，韋 光.鋼材的控制軋制和控制冷卻［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1995

［3］高少東，段小勇.線材生產(chǎn)中的控制軋制和控制冷卻［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2001，11（4）.

［4］陳瑞飛.線材生產(chǎn)中的控制軋制和控制冷卻技術(shù)［J］.現(xiàn)代機械，2011，（2）：87－90.

［5］王伯文.82A鋼高速線材控制冷卻工藝的優(yōu)化［J］.特殊鋼，2009，（30）：14－16.