影響熱軋螺紋鋼質(zhì)量的原因分析及措施

摘 要：文章通過(guò)理論和實(shí)踐相結(jié)合對(duì)熱軋螺紋鋼存在的質(zhì)量原因進(jìn)行分析，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況總結(jié)出解決熱軋螺紋鋼力學(xué)性能，焊接性能問(wèn)題的措施。

關(guān)鍵詞：螺紋鋼；質(zhì)量；措施

前言

建筑用螺紋鋼筋在我國(guó)鋼材產(chǎn)量中占有重要比例，特別是近年來(lái)，自然災(zāi)害頻繁，廣大人民的生命財(cái)產(chǎn)受到嚴(yán)重威脅，只有提高螺紋鋼的質(zhì)量，通過(guò)不斷實(shí)驗(yàn)，解決熱軋螺紋鋼存在的質(zhì)量問(wèn)題，以優(yōu)越的使用性能來(lái)滿足用戶的需求，才能更好的服務(wù)社會(huì)。

1 熱螺紋鋼質(zhì)量存在的問(wèn)題

（1）強(qiáng)屈比有15%不達(dá)標(biāo)。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)的熱軋螺紋鋼抗震性指標(biāo)強(qiáng)曲比，屈服比分析，主要由于強(qiáng)屈比在1.23-1.30之間，有15%的批組強(qiáng)曲比<1.25，嚴(yán)重影響了抗震性指標(biāo)。

（2）延伸率和最大伸長(zhǎng)率偏低。針對(duì)∮10-∮14規(guī)格的延伸率一般在20%-24%之間，而∮16-∮28規(guī)格的延伸率一般在19%-22%之間，而最大伸長(zhǎng)率一般在9%-13%之間。

（3）頭部力學(xué)性能屈服高，延伸率和最大伸長(zhǎng)率低。例如∮12規(guī)格的HRB400，頭部1.5米處的屈服強(qiáng)度為580Mpa，抗拉強(qiáng)度為680Mpa，延伸率為17.2%，最大伸長(zhǎng)率為6.8%。

（4）頭部橫肋處金相組織出現(xiàn)回火馬氏體。通過(guò)對(duì)成品進(jìn)行取樣，進(jìn)行金相分析，在取樣中發(fā)現(xiàn)頭部靠近橫肋處出現(xiàn)回火馬氏體。

（5）焊接性能差。經(jīng)用戶反映，鋼筋在焊接時(shí)出現(xiàn)不易焊接和脫焊，嚴(yán)重影響了用戶的使用。

2 影響熱軋螺紋鋼質(zhì)量的原因分析

2.1 力學(xué)性能

2.1.1 化學(xué)成分的影響。（1）C的影響。含碳量的變化不僅引起鐵素體和滲碳體的相對(duì)量的變化，而且引起了組織的變化，引起不同性質(zhì)的結(jié)晶過(guò)程，從而使相發(fā)生變化造成的。隨著含碳量的增加，高硬度的滲碳體增多，低硬度的鐵素體減少，鐵碳合金的強(qiáng)度呈直線升高，塑性明顯降低。（2）Si的影響。硅溶于鐵素體后有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，顯著提高鋼的強(qiáng)度和硬度，但含量較高時(shí)，將使鋼的塑性和韌性降低。（3）Mn的影響。錳對(duì)碳鋼的機(jī)械性能有良好的影響，它能提高鋼的強(qiáng)度和硬度，當(dāng)含錳量不高（〈0.8%）時(shí)，可以稍微提高或不降低鋼的塑性和韌性。錳提高鋼的強(qiáng)度的原因是它溶入鐵素體而引起的固溶強(qiáng)化作用，并使鋼材在軋后冷卻時(shí)得到層片較細(xì)，強(qiáng)度較高的珠光體，在同樣含錳量和同樣冷卻條件下的珠光體的相對(duì)量增加。（4）S的影響。硫的最大危害就是引起鋼在熱加工時(shí)開(kāi)裂，也就是熱脆，造成熱脆的原因是由于FeS的嚴(yán)重偏析。（5）P的影響。磷在鐵中具有較強(qiáng)的溶解度，所以鋼中的磷一般都固溶于鐵中。磷具有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，它使鋼的強(qiáng)度，硬度顯著提高，但劇烈的降低了鋼的韌性，尤其是低溫韌性，也就是冷脆。

2.1.2 金相組織的影響。鐵素體是軟韌相，滲碳體是硬脆相。珠光體由鐵素體和滲碳體所組成，滲碳體以細(xì)片狀分散的分布在鐵素體基體上，起了強(qiáng)化作用。珠光體具有較高的強(qiáng)度和硬度，但塑性較差。晶粒度：晶粒度越小，鋼材的機(jī)械性能越好，強(qiáng)度，硬度提高，塑性和韌性也得到改善。馬氏體：機(jī)械性能的顯著特點(diǎn)是具有高硬度和高強(qiáng)度，馬氏體的硬度隨含碳量的增加而增高。

2.2 焊接性能

把鋼中合金元素（包括碳）的含量按其作用換自成碳的相當(dāng)含量，稱為該種鋼材的碳當(dāng)量，可作為評(píng)定鋼材焊接性的一種參考指標(biāo)。因此，碳鋼的焊接性主要取決于碳當(dāng)量，碳當(dāng)量越大，則焊接性越差，即隨著含碳量的增加，焊接性逐漸變差，其中以低碳鋼的焊接性最好。

3 改進(jìn)措施

3.1 化學(xué)成分調(diào)整

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，調(diào)整合理的化學(xué)成分，調(diào)整前后對(duì)比如表1：（以∮12的HRB400為例）

3.2 溫度控制

（1）加熱段溫度大于均熱段30℃，并保證均熱段溫度在1100-1140℃，冷坯必須在加熱段進(jìn)行燜爐，保證鋼溫均勻。（2）使用預(yù)水冷對(duì)鋼溫進(jìn)行調(diào)整，保證進(jìn)精軋溫度在1050℃以下。（3）保證上冷床溫度≥900℃。

3.3 穿水管改造

（1）改造前的穿水冷。設(shè)有兩段4.3米的穿水管，兩段間無(wú)反撲器，造成鋼材在水中的冷卻時(shí)間長(zhǎng)，以∮12規(guī)格軋制速度為12.5m/s計(jì)算，鋼筋在水中的冷卻時(shí)間大于0.69s，特別是頭部的溫降較大，力學(xué)性能的通透性不好。（2）改造后的穿水冷。把4.3米的兩段穿水管改造成由兩段1.8米穿水管后各加一個(gè)反撲器組成，以∮12規(guī)格軋制速度為12.5m/s計(jì)算，鋼筋在水中的冷卻時(shí)間由0.69s降為0.25s，頭部的溫降明顯改善。

4 效果對(duì)比

4.1 金相組織

改造前：說(shuō)明：邊緣有分層，靠近橫肋處較厚，組織為回火馬氏體。晶粒度約為7級(jí)。

改造后：說(shuō)明：邊緣沒(méi)有分層。鐵素體+珠光體，晶粒度約為6.5級(jí)。

通過(guò)對(duì)化學(xué)成分調(diào)整，穿水冷改造，溫度過(guò)程參數(shù)的控制，適當(dāng)提高了上冷床溫度，解決了頭部橫肋處出現(xiàn)回火馬氏體組織，采用0.2kg的高壓水對(duì)鋼材表面進(jìn)行除磷，減少二次氧化，改善鋼材的表面質(zhì)量。從金相組織來(lái)看，中心組織為鐵素體和珠光體，邊緣沒(méi)有分層，晶粒度降低了0.5。

4.2 力學(xué)性能

4.2.1 調(diào)整化學(xué)成分和溫度控制參數(shù)前后力學(xué)性能對(duì)比表（如表2）：

通過(guò)對(duì)調(diào)整化學(xué)成份力學(xué)性能對(duì)比，強(qiáng)屈比提高了0.03，延伸率提高了5.5%，最大伸長(zhǎng)率提高了3.3%，強(qiáng)屈比得到明顯提高，穩(wěn)定了鋼筋的抗震性。

4.2.2 穿水改造后效果。通過(guò)對(duì)穿水冷改造，鋼筋的通透性得到改善，以頭部0.5米處的力學(xué)性能對(duì)比，改造前后的屈服強(qiáng)度差值由164Mpa降低到57Mpa，抗拉強(qiáng)度由170Mpa降低到55Mpa，頭部延伸率提高了5%左右，最大伸長(zhǎng)率提高了3%左右。

4.3 焊接性能

通過(guò)對(duì)鋼坯化學(xué)成份的調(diào)整，穿水冷卻管的改造，過(guò)程溫度的控制，通過(guò)實(shí)踐焊接證明，焊接性能有了明顯提升，解決了焊接處容易脫焊，不易焊接等問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)調(diào)整化學(xué)成份，溫度控制，穿水冷改造，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)的分析及實(shí)際使用情況總結(jié)，完全解決了成品存在的頭部有回火馬氏體，頭部延伸率和最大伸長(zhǎng)率偏低，焊接性能差，頭部溫降過(guò)大造成的碰裙板故障等關(guān)鍵性問(wèn)題，使熱軋螺紋鋼的使用性能得到明顯提升，更好的以優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品回報(bào)社會(huì)。

參考文獻(xiàn)

[1]崔忠圻.金屬學(xué)與熱處理[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003，1.