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82B高碳钢盘条是生产高强度、低松弛预应力钢丝或钢绞线的主要原料,这些产品主要用于大跨度桥梁、高层建筑等重点工程,因此线材制品厂对高碳钢盘条的质量有严格的要求。然而制品厂在拉拔钢丝的过程中经常出现断丝,严重影响了生产效率和产品质量。论文主要针对82B高碳钢盘条在后续拉拔过程中经常断丝这一问题从模拟盘条的控制轧制控制冷却工艺、微合金化对盘条组织与性能的影响、热力学计算夹杂物塑性化所需要的热力学条件等方面展开研究。
通过对比国内A、B两钢厂生产的盘条的金相组织、拉伸断口、盘条中的夹杂物等可以得知:A厂生产的82B高碳钢盘条质量优于B厂生产的盘条;盘条中桴在的网状渗碳体、马氏体、较大难变形非金属夹杂物等是盘条在后续拉拔过程中发生断丝的主要原因;通过对夹杂物调查分析A厂控制夹杂物水平比B厂高,一般将夹杂物成分控制为四元系或五元系复合夹杂物。系统的研究了控制轧制控制冷却工艺与微合金元素V、Nb对82B高碳钢盘条组织与力学性能的影响,研究表明:82B高碳钢盘条轧后冷却速度对盘条的组织有很大的影响,当冷速小于1℃/s时,有网状渗碳体沿晶界析出;当冷速大于6℃/s时,组织中有马氏体存在。降低盘条的终轧温度,有利于避免网状渗碳体、马氏体组织的产生,同时能够细化珠光体组织。微合金化后,含V试样强度有明显的提高,含Nb试样韧性有明显的提高,V、Nb复合试样在韧性保持基本不变的前提下抗拉强度有了明显的提高。
通过热力学计算软件FactSage分析了Al-Si-Mn复合脱氧条件下高碳硬线盘条中夹杂物成分变化规律,并计算了获得良好变形能力的A12O3-CaO-SiO2-10wt%MgO-10wt%MnO系夹杂物所需要的条件,钢液中[Al]的含量应当控制在25~100 ppm,相应地钢液中溶解[O]的含量可以控制在20~5 ppm,在低熔点区域内,[Si]的含量可以控制在0.1%~0.3%,[Mn]的含量控制在0.4%~1.0%。