摘要：采用控軋控冷工藝對65Mn鋼進(jìn)行生產(chǎn)，分析了控軋控冷工藝參數(shù)對65Mn鋼的性能的影響，探明了其影響機(jī)理。

關(guān)鍵詞：化學(xué)成分 軋制工藝 力學(xué)性能

1 概述

在綜合性能[1-3]方面，65Mn盤條的優(yōu)越性主要表現(xiàn)為：力學(xué)性能、抗彈減性能、疲勞性能、淬透性、物理化學(xué)性能等。通常情況下，為了使彈簧鋼65Mn盤條滿足上述性能要求，需要控制其冶金質(zhì)量、表面質(zhì)量、精確的外形和尺寸及穩(wěn)定的成分等。

2 實(shí)驗(yàn)材料和方法

選擇石鋼生產(chǎn)原料作為試驗(yàn)用鋼，采用160mm×160mm×10500mm連鑄坯，坯重為2000kg。對于彈簧鋼65Mn來說，在進(jìn)行精軋前，其坯料的成分如表1所示：

主要設(shè)備特點(diǎn)：

①加熱爐：

加熱爐為步進(jìn)式燃?xì)饧訜釥t，結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)可加熱不同鋼種的鋼坯且加熱質(zhì)量好。

②軋制設(shè)備：

高線粗中軋軋機(jī)為平立交替連續(xù)式無扭軋機(jī)采用微張力軋制；預(yù)精軋機(jī)采用奧鋼聯(lián)CCR45度無扭高剛度軋機(jī)，機(jī)架前及機(jī)架間采用活套控制，可實(shí)現(xiàn)無張力軋制；精軋機(jī)采用阿希洛10架45度軋機(jī)，另有兩架定徑機(jī)組生產(chǎn)的線材產(chǎn)品尺寸控制好精度高可達(dá)到±0.1 mm。

③卷取設(shè)備：

吐絲φ5.5mm到φ16mm規(guī)格線材。

④冷卻設(shè)備有兩種：

二高線的控冷設(shè)備由水冷和風(fēng)冷兩部分組成。預(yù)精軋機(jī)成品架前后都有冷卻水箱可實(shí)現(xiàn)不同軋制工藝的溫度控制；卷取機(jī)后有28臺風(fēng)機(jī)和速度可調(diào)的風(fēng)冷輥道。

⑤打包設(shè)備：

二高線的打包機(jī)是引進(jìn)桑德斯先進(jìn)技術(shù)的打包機(jī)，包裝質(zhì)量整齊對線材的劃傷小。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

影響試驗(yàn)結(jié)果的因素主要包括：

3.1 加熱溫度

在試驗(yàn)過程中，加熱工藝、加熱質(zhì)量在一定程度上影響了后續(xù)的變形溫度、精軋入口溫度以及終軋溫度，同時(shí)奧氏體晶粒大小也受到不同程度的影響。對于普通高碳鋼來說，在1050℃溫度下，如果繼續(xù)加熱，在原始的奧氏體組織中就會出現(xiàn)異常的晶粒，隨著溫度的不斷升高，脫碳傾向進(jìn)一步增強(qiáng)。

3.2 終軋溫度

通過對終軋溫度進(jìn)行控制，進(jìn)而在一定程度上對奧氏體晶粒尺寸進(jìn)行控制，通常情況下，終軋溫度越高，晶粒就越大。對于高碳鋼來說，由于在強(qiáng)度、韌性等方面要求比較嚴(yán)格，并且在使用性能、加工性能等方面都要求較小的晶粒，在這種情況下，終軋溫度需要控制在930～980℃。

3.3 吐絲溫度

終軋溫度及水冷段的冷卻速度在一定程度上決定了吐絲溫度的高低。對于奧氏體來說，其晶粒長大受到水冷速度的影響和制約，同時(shí)對相變后組織狀態(tài)構(gòu)成影響。線材的機(jī)械性能受到吐絲溫度高低的直接影響。在其它條件不變時(shí)，對于高碳鋼來說，吐絲溫度越高，對應(yīng)線材的抗拉強(qiáng)度就越高。

3.4 風(fēng)冷區(qū)冷卻速度

對于奧氏體來說，其分解轉(zhuǎn)變溫度和時(shí)間受風(fēng)冷相變區(qū)的冷卻速度的影響和制約，同時(shí)風(fēng)冷區(qū)冷卻速度決定著線材的最終組織形態(tài)，而運(yùn)輸輥道的輥速、風(fēng)機(jī)狀態(tài)、風(fēng)量大小及保護(hù)罩的開閉等決定著風(fēng)冷區(qū)冷卻速度。

改變輥道速度就是在輥道上控制線圈的布放密度，也就是對線圈的搭距進(jìn)行控制。對于輥道來說，在固定軋速、吐絲溫度及冷卻條件時(shí)，隨著速度的增加，鋪放的線圈逐漸變稀，進(jìn)而在一定程度上削弱了相鄰線環(huán)間的熱量影響，同時(shí)線圈的散熱速度和冷卻介質(zhì)的相對速度逐漸加快。但是，輥道速度增加到某一定值后，隨著輥道速度的增加，其冷卻時(shí)間會逐漸縮短，進(jìn)一步降低了相應(yīng)的冷卻速度。隨著輥道初始速度的不斷提高，對于高碳鋼線材來說，高碳鋼的抗拉強(qiáng)度逐漸提高，進(jìn)而遏制了抗拉強(qiáng)度的下降。

4 結(jié)論

通常情況下，可以將控制冷卻的工藝過程分為兩個(gè)階段：首先迅速冷卻盤條溫度，使其溫度降到A3溫度，進(jìn)而在一定程度上使得奧氏體獲得晶粒。在水冷段中，通過調(diào)整水冷箱開啟段數(shù)、水壓等參數(shù)，使終軋后的線材內(nèi)部產(chǎn)生均勻細(xì)小的奧氏體晶粒。對于盤條來說，這是改變組織結(jié)構(gòu)的首要條件。其次制定和完善工藝制度，在散卷運(yùn)輸機(jī)上對奧氏體相變進(jìn)行控制。與斯太爾摩控冷線相比，阿西洛控冷線的優(yōu)勢表現(xiàn)為可以調(diào)節(jié)散卷的運(yùn)輸速度、空冷風(fēng)量。

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作者簡介：

李福勇，石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司軋鋼廠，助理工程師。