∮12mm30MnSi盤條的研制

李鋼 陳海軍 雷洪 李果

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司制造管理部 烏魯木齊 830022）

1 前言

由于PC鋼棒具有高強(qiáng)度韌性、低松弛性、與混凝土握裹力強(qiáng)，良好的可焊接性、鐓鍛性、節(jié)省材料等特點(diǎn)，在國內(nèi)已被廣泛應(yīng)用于高強(qiáng)的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、高層建筑、電桿、高架橋墩、鐵路軌枕等預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中。隨著近年來西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展PC鋼棒需求量穩(wěn)步地增長(zhǎng)。而預(yù)應(yīng)力鋼筋常用30MnSi，經(jīng)八鋼公司對(duì)西北周邊的市場(chǎng)情況進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研、考察，決定開發(fā)∮12mm 30MnSi熱軋光圓盤條，以滿足市場(chǎng)需求。

2 產(chǎn)品技術(shù)要求

30MnSi熱軋盤條執(zhí)行與用戶簽訂的協(xié)議成分、性能并以YB/T111—1997為依據(jù)，對(duì)化學(xué)成分、力學(xué)性能、盤條外形尺寸、表面質(zhì)量等制定了控制標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 30MnSi成分設(shè)計(jì)分析

30MnSi鋼棒屬于熱處理強(qiáng)化鋼材，盤園化學(xué)成分是性能基礎(chǔ)。30MnSi成分的設(shè)計(jì)以YB/T111—1997標(biāo)準(zhǔn)并參考國內(nèi)同類廠家的產(chǎn)品，結(jié)合寶鋼集團(tuán)八鋼公司幾十年生產(chǎn)優(yōu)鋼經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。其目標(biāo)成分設(shè)計(jì)見表1；P、S、Ni、Cr、Cu為有害元素需低于其上限值；主控元素C、Si、Mn含量增加，可增加奧氏體穩(wěn)定性，降低臨界冷卻速度，提高淬透性。C含量的增加在提高淬透性的同時(shí)還提高其淬硬性，降低鋼材塑性，而Si、Mn基本與淬硬性無關(guān);Mn、Si含量增加可使PC鋼棒淬火后回火過程中組織分解轉(zhuǎn)變速度減慢，提高組織回火穩(wěn)定性，從而使PC鋼棒強(qiáng)度、硬度隨回火溫度升高而下降的程度減弱，從而使PC鋼棒調(diào)質(zhì)處理性能穩(wěn)定、可控，在W(Si)、W(Mn)＜1.5%時(shí)其含量增加塑性增加，因此，成分設(shè)計(jì)按適當(dāng)降低C含量，提高M(jìn)n、Si含量以便得到良好綜合性能的鋼棒，據(jù)此設(shè)計(jì)了30MnSi成分。

2.2 其熱軋態(tài)組織性能分析

圖1 30MnSi動(dòng)態(tài)C曲線

在供貨協(xié)議中要求抗拉強(qiáng)度670～720MPa，延伸率、斷面收縮率分別不小于25%和48%，即需原料的熱軋態(tài)組織具有低強(qiáng)度、高塑性、鐵素體晶粒等軸化的金相組織特點(diǎn)，以適應(yīng)其深加工具好的拉拔性能；同時(shí)在陰螺紋后的淬火加熱同樣的加熱制度奧氏體形核點(diǎn)較少，晶粒相對(duì)粗化，使得C曲線右移，降低臨界冷卻速度，利于提高30MnSi淬透性。即決定了30MnSi軋制生產(chǎn)中要采用延遲冷卻工藝，圖1為30MnSi動(dòng)態(tài)C曲線，經(jīng)試制表明；冷卻速度V按1～5℃/s控制，抗拉強(qiáng)度、斷面收縮率分別在670～700 MPa和50%左右，性能較理想。實(shí)際生產(chǎn)中可考慮生產(chǎn)∮12mm30MnSi軋制速度30～35m/s，斯太爾摩第一組輥道起步速度為0.4～0.6m/s。

表1 30MnSi化學(xué)成分

3 工藝線路

150t轉(zhuǎn)爐-LF精煉-方坯連鑄（結(jié)晶器電磁攪拌+末端電磁攪拌）-高線軋制-檢驗(yàn)-標(biāo)識(shí)-入庫。

4 軋制試驗(yàn)方案（表2）

表2 30MnSi軋制試驗(yàn)方案

5 試驗(yàn)結(jié)果及分析

5.1 試驗(yàn)結(jié)果（表3）

表3 30MnSi軋制試驗(yàn)結(jié)果

5.2 試驗(yàn)分析（表4）

表4 30MnSi脫碳及夾雜物情況試驗(yàn)結(jié)果

通過試制其塑性的面縮指標(biāo)得以穩(wěn)步提高，而強(qiáng)度處于要求指標(biāo)值的中下限，由30MnSi成分設(shè)計(jì)分析可知：提高W(Si)、W(Mn)含量，且適當(dāng)降低W(C)含量即需在下一輪生產(chǎn)中進(jìn)一步完善其化學(xué)成分設(shè)計(jì)，再經(jīng)工藝優(yōu)化增大使其在生產(chǎn)時(shí)工藝調(diào)整窗口或富余量，增加其生產(chǎn)的穩(wěn)定性。同時(shí)進(jìn)一步滿足用戶需求。

6 用戶使用

φ12mm 30MnSi熱軋控冷盤條經(jīng)用戶使用后，反映盤條表面質(zhì)量好、尺寸精度高，經(jīng)拉拔斷口形貌良好。過程拉拔順利，成品率高，用戶使用后較為滿意。

7 結(jié)論

1)寶鋼集團(tuán)八鋼公司目前的設(shè)備及工藝狀況通過合理的成分設(shè)計(jì)，采用150t轉(zhuǎn)爐-LF精煉-方坯連鑄（結(jié)晶器電磁攪拌+末端電磁攪拌）-軋制開發(fā)PC鋼棒用30MnSi熱軋盤條是完全可行的，并且試制是成功的，經(jīng)用戶使用后較為滿意，可進(jìn)行批量工業(yè)化生產(chǎn)。

2)由于PC鋼棒的強(qiáng)度處于要求指標(biāo)值的中下限、PC鋼棒鐓頭錨錮性能則分別需要優(yōu)化生產(chǎn)工藝和做好跟蹤改進(jìn)工作。