热机轧制工艺对60钢盘条组织性能的影响

宋强,方燕,孙山（马鞍山钢铁股份有限公司,安徽马鞍山243000）

热机轧制工艺对60钢盘条组织性能的影响

宋强,方燕,孙山
（马鞍山钢铁股份有限公司,安徽马鞍山243000）

摘要：对60钢化学成分优化，加入铬合金元素，通过热机轧制和专用控冷工艺生产的盘条，抗拉强度、面缩率、索氏体化率都明显提高，满足用户深加工及改善钢丝性能的要求。

关键词：合金化;控轧控冷;综合性能

1前言

60钢热轧盘条在金属制品行业广泛用于生产钢绞线、钢丝产品，一般需经过多道次拉拔，减面率最高可达97%左右，加工变形量大对热轧盘条组织性能要求高。随着用户对钢绞线、钢丝产品性能要求的提高，对60钢热轧盘条的强度、面缩率、反复弯曲及扭转性能提出更高要求。我们通过微合金化和热机轧制工艺的应用，大大提高了热轧盘条的性能。

2　60钢成分控制及工艺流程

2.1成分控制

为提升60钢热轧盘条强度和面缩率，以利于后续拉丝加工过程和成品钢丝的综合性能保证，对盘条化学成分在标准允许范围内进行了调整，主要是加入Cr：0.16～0.25%，其它元素进行窄成分控制见表1。为与普通60钢区分，确定钢的牌号为YA60。

表1YA60钢化学成分（%）

2.2生产工艺流程

生产工艺流程：高炉铁水→铁水预处理→转炉冶炼→精炼→连铸（Φ380园坯）→加热→开坯（140×140方坯）→加热→除鳞→热机轧制→控冷→集卷→打包→入库。

3试制结果

按表1成分和上述工艺流程批量试制了Φ6.5规格的YA60钢热轧盘条。图1为YA60钢盘条抗拉强度直方图，图2为普通60钢盘条抗拉强度直方图，图3为YA60钢盘条面缩直方图，图4为普通60钢盘条面缩直方图；图5为YA60钢热轧盘条金相组织，图6为普通60钢热轧盘条金相组织。从图中可见，YA60钢盘条抗拉强度均值为987.8MPa、普通60钢盘条抗拉强度均值为952.2MPa，相差36.6MPa；CL60K盘条面缩率均值为50.4%、普通60钢盘条面缩率均值为42.3%，相差8.1%；即YA60钢盘条抗拉强度比普通60钢盘条提高的同时，其面缩率同时提高。YA60钢盘条组织为细珠光体+微量铁素体，晶粒明显细化。索氏体化率为90%以上，比普通60钢盘条高约10%（普通60钢盘条组织为细珠光体+少量铁素体）。YA60钢盘条拉拔性能改善明显，用户加工结果良好。

4讨论分析

铬是细化珠光体组织的有效合金元素，能显著提高盘条的抗拉强度；增加奥氏体的稳定性使“C”曲线右移[1]，但加Cr也会促进中心偏析和心部马氏体、贝氏体组织的形成，当采用方坯连铸存在角部裂纹缺陷时在缺陷区域也会促进局部偏析。在小方坯连铸生产中，由于无法有效控制Cr偏析、方坯角部缺陷，在盘条轧制冷却过程中在盘条次表层极易产生马氏体、贝氏体组织，造成拉拔脆断，因此一般在生产60钢盘条时不允许添加Cr元素。为解决加Cr元素后带来的不利影响，工艺流程优化为连铸成380mm圆形钢坯、经过开坯成140×140mm方坯、进高线轧机经过热机轧制和专用控冷工艺，即将轧件通过水冷和长通道恢复，使温度降低到750~830℃后，进入精轧机，在二相（γ+α）区大变形量轧制[2]。同时连铸圆坯不易产生角部缺陷，有效解决了添加Cr元素带来的盘条次表层极易产生马氏体、贝氏体组织不利影响。钢坯心部偏析虽然连铸时控制过热度≦30℃、采用连铸结晶器电磁搅拌工艺得到很大改善，但为避免产生心部马氏体、贝氏体组织，仍需要对控轧控冷工艺进行重新设计以避免心部马氏体、贝氏体组织产生。

图1为YA60盘条抗拉强度直方图

图2为60钢盘条抗拉强度直方图

图3为YA60盘条面缩率直方图

图4为60钢盘条面缩率直方图

图5YA60钢盘条金相组织х100

图660钢盘条金相组织х100

5结论

按优化后成分和热机轧制工艺、专用控冷工艺生产的盘条抗拉强度均值达到987.8MPa、面缩率达到50.4%、索氏体化率达到90%、而且晶粒明显细化，性能优于普通60钢盘条。满足了用户对改善60钢热轧盘条性能的需求。

参考文献:

[1]徐效谦,阴绍芬主编.特殊钢钢丝[M].北京：冶金工业出版社,2005:239.

[2]宋强,倪达.热机轧制技术对中碳冷镦钢组织和性能的影响[M].中国冶金,2007,17(02).

作者简介：宋强(1962-),男，上海人，正高级工程师，长期从事高速线材产品开发研究。