预应力钢绞线82B质量缺陷分析与改进措施.docx
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预应力钢绞线82B质量缺陷分析与改进措施
预应力钢绞线82B质量缺陷分析与改进措施
摘要:
82B是日本牌号,指的是含碳等于0.80%的优质碳素结构钢,机械性能优良,用作高强度预应力钢绞线的主要材料之一就是82B盘条,一般情况下直径12.5毫米预应力钢绞线在大型铁路、桥梁、公路、建筑、吊车梁中广泛应用。
所以预应力钢绞线82B质量至关重要。
但是实际情况中其预应力钢绞线82B由于表面质量差、碳偏析指数高的原因造成其拉拔断裂等问题,在强度、延展性、冷拔性方面都不尽人意,所以文章将采取金相检验方法分析原因,制定相应的对策。
本文采集自网络,本站发布的论文均是优质论文,版权和著作权归原作者所有。
关键词:
金相检验方法分析原因;直径12.5毫米;金相检验方法;对策
1钢中主要成分的作用
决定钢材生产冷却后组织和性能的主要元素是碳,在一定范围内,钢材随着含碳比重的加大,铁素体含量减少,珠光体含量增多,钢材强度加大。
但是会出现明显的碳偏析现象,容易造成盘条中由于产生网状碳化物导致的拔丝断裂。
锰元素可以用于提高钢材热轧后的强度和硬度,在含量适宜时,可以小幅度提高碳钢的坚固性、强度及耐磨损性,但是锰元素的偏析,容易在盘条生产轧制过程中产生心部马氏体组织,造成拉拔断。
在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性,铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢、耐热钢的重要合金元素。
特别是钒在82B中有着显著的效果,钒合成碳化物、氮化物等、其可以在高温条件下溶解,在低温凝固,可以通过工艺得到不同的质点用于阻止原始奥氏体在加热时长大,减少了钢材中的有害物质N、S等,可以用于改善盘条的断裂性。
2预应力钢绞线82B质量缺陷分析
预应力钢绞线82B质量存在缺陷,使得直径12.5毫米的盘条被拉拔断。
分析预应力钢绞线82B质量存在的缺陷,有助于找出相应的对策。
所以首先先找出缺陷。
2.1化学成分和纯度不过关
制作优良预应力钢绞线的基本保障是高质量的82B盘条。
而高质量的的82B盘条需要化学成分均匀和高纯度的钢材。
要求碳质量分数小于万分之三。
不论是采用转炉冶炼还是使用电炉冶炼,82B盘条都需要使用炉外的精炼加工使得钢中的化学成分均匀,尽可能的净化钢中的杂质和有害气体。
而在实际的82B盘条冶炼轧制过程中,存在大型夹杂物和脆性夹杂物以及有害气体,比如硫化锰、二氧化硫等可以变形塑性夹杂和少量的铝酸盐脆性夹杂使得82B盘条在加工过程中导致断丝。
2.2表面质量
82b盘条在生产过程中要承受较大拉拔和扭转,可能造成82b盘条表面裂痕,结疤,折叠,耳子、擦伤等缺陷,这些缺陷又会造成拉拔断裂,而盘条的表面质量和坯料表面质量息息相关。
因此坯料的检查、精整是必不可少的工序。
而连铸稳定的钢液面控制、结晶器振动等参数的选择在一定程度上决定了82b连铸坯最主要的表面缺陷,如表面结疤,增碳等。
所以这些参数的选择很重要。
2.3内部质量
影响82B盘条拉拔性能的主要因素是钢坯内部质量,主要包括中心偏析、中心疏松和缩孔。
首先分析碳中心偏析。
碳中心偏析容易造成渗碳体在晶界的的聚集,从而影响了钢材质量的均匀性。
其外在表现为82B盘条内部组织硬度不同,容易使盘条在拉拔和扭转过程中发生断裂。
其次中心疏松和缩孔,主要危害在于中心疏松会造成钢坯内部强度低,缩孔在外力的作用下会造成应力集中使得82B盘条拉拔断裂,主要原因包括凝固晶桥、空穴效应,采用小方坯制作工艺来制作82B盘条,所以造成其压缩比例小,不能将铸坯中的疏松和缩孔最大程度上的压实。
3采取金相检验方法分析原因
本文拟用金相检验方法检测出直径12.5毫米82B盘条组织结构和内部缺陷,包括显微状态下的非均匀性,首先采用低倍检验。
首先切取直径12.5毫米82B盘条的横向试样,检验面应垂直钢材的轧制方向。
试样要经过粗磨、细磨、抛光、浸蚀,方法是采用酸浸法,即将打磨好的横截面浸泡在2%硝酸酒精溶液中20秒钟左右,然后用清水清洗其表面,最后再用酒精洗净、擦拭干净。
试样浸蚀面使用肉眼、常规放大镜或体视镜进行分析检验。
实验中需要注意的是:
第一检验面朝下浸入浸蚀溶液中,但要防止其直接碰触容器底部;第二试样抛光面要完全浸入2%硝酸酒精溶液中;第三如果检测面出现污渍,要把样品重新抛光干净,然后再去重复浸蚀过程;第四可以适当延长时间以取得清晰可见的缺陷。
然后再采用高倍检验
直径12.5毫米82B盘条试样制备难度比较大,容易产生影响金属层、机械侧滑等,假象从而影响正常的金属金相组织分析。
所以制备直径12.5毫米82B盘条试样需要做足以下几点:
(1)为了避免试样在砂轮打磨时磨面过热而导致金属组织发生变化,应当注意用水冷却试样。
(2)在使用砂纸磨光时,用力不能太大,不能来回磨,这是为了减少滑移现象的出现。
(3)在进行机械抛光这个步骤时,要使用磨光能力大、磨削性能好的金刚石研磨膏或金刚石喷雾剂。
抛光实际和施加的压力要适度。
试样要尽量保持稳定,避免出现多个细小抛光划痕,影响实验效果,注意保持粗呢织物和绒布的湿度,保持抛光水膜在5秒内消失。
要对抛光好的试样进行显微组织观察,需要进行化学浸蚀和电解浸蚀。
常用的浸蚀酸溶液主要包括4%硝酸酒精、苦味酸等。
比较常用的电解浸蚀溶液包括10%的草酸溶液和50%硝酸溶液。
采用化学浸蚀会取得更好的效果,而且操作简单、用时少、效果好。
比如使用4%的硝酸酒精溶液化学浸蚀时,需要条件是室温,大概需要10至20秒就可以得到清晰的金相显微组织。
由金相检验方法可知个别编号生产直径12.5毫米82B盘条,非金属夹杂含量偏高,尤其是脆性氧化铝的夹杂级数达到2.0级,给后来的精炼加工程序带来不利的影响,其他方面控制比较理想。
4总结和改进措施
本文通过实际探索,针对预应力钢绞线82B的质量缺陷如化学成分和纯度不过关、表面质量(裂痕,?
Y疤,折叠,耳子、擦伤等缺陷)、内部质量(中心偏析、中心疏松、缩孔、显微组织)等问题,使用金相检验方法对其进行质量分析,提出几点改革意见,第一严格管理,执行预定工序,按步骤进行。
第二采用末端电磁搅拌等方法,消除网状渗碳组织。
第三减少冶炼过程中的倒炉转炉次数,禁止钢水和空气长时间接触,连铸过程要严密保护浇铸过程,避免钢水过热,减少碳中心偏析和疏松等情况。
第四精炼过程中要合理控制还原气氛和弱吹时间,做好钙处理工序。
第五减少82B盘条表面氧化铁皮,使其无裂痕,结疤,折叠,耳子、擦伤等表面缺陷。
参考文献
[1]李伟.多丝大直径低松弛PC钢绞线的研究与开发[D].贵州大学,2006.
[2]周德,王全礼,张玮,等.连铸小方坯生产大规格82B盘条的实践[J].中国冶金,2006,03:
14-17.
[3]张祥艳,李冀蒙,张春燕,等.YL82B预应力钢丝及钢绞线用盘条试制[J].金属制品,2014,04:
43-47.
预应力钢绞线82B质量缺陷分析与改进措施
摘要:
82B是日本牌号,指的是含碳等于0.80%的优质碳素结构钢,机械性能优良,用作高强度预应力钢绞线的主要材料之一就是82B盘条,一般情况下直径12.5毫米预应力钢绞线在大型铁路、桥梁、公路、建筑、吊车梁中广泛应用。
所以预应力钢绞线82B质量至关重要。
但是实际情况中其预应力钢绞线82B由于表面质量差、碳偏析指数高的原因造成其拉拔断裂等问题,在强度、延展性、冷拔性方面都不尽人意,所以文章将采取金相检验方法分析原因,制定相应的对策。
本文采集自网络,本站发布的论文均是优质论文,版权和著作权归原作者所有。
关键词:
金相检验方法分析原因;直径12.5毫米;金相检验方法;对策
1钢中主要成分的作用
决定钢材生产冷却后组织和性能的主要元素是碳,在一定范围内,钢材随着含碳比重的加大,铁素体含量减少,珠光体含量增多,钢材强度加大。
但是会出现明显的碳偏析现象,容易造成盘条中由于产生网状碳化物导致的拔丝断裂。
锰元素可以用于提高钢材热轧后的强度和硬度,在含量适宜时,可以小幅度提高碳钢的坚固性、强度及耐磨损性,但是锰元素的偏析,容易在盘条生产轧制过程中产生心部马氏体组织,造成拉拔断。
在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性,铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢、耐热钢的重要合金元素。
特别是钒在82B中有着显著的效果,钒合成碳化物、氮化物等、其可以在高温条件下溶解,在低温凝固,可以通过工艺得到不同的质点用于阻止原始奥氏体在加热时长大,减少了钢材中的有害物质N、S等,可以用于改善盘条的断裂性。
2预应力钢绞线82B质量缺陷分析
预应力钢绞线82B质量存在缺陷,使得直径12.5毫米的盘条被拉拔断。
分析预应力钢绞线82B质量存在的缺陷,有助于找出相应的对策。
所以首先先找出缺陷。
2.1化学成分和纯度不过关
制作优良预应力钢绞线的基本保障是高质量的82B盘条。
而高质量的的82B盘条需要化学成分均匀和高纯度的钢材。
要求碳质量分数小于万分之三。
不论是采用转炉冶炼还是使用电炉冶炼,82B盘条都需要使用炉外的精炼加工使得钢中的化学成分均匀,尽可能的净化钢中的杂质和有害气体。
而在实际的82B盘条冶炼轧制过程中,存在大型夹杂物和脆性夹杂物以及有害气体,比如硫化锰、二氧化硫等可以变形塑性夹杂和少量的铝酸盐脆性夹杂使得82B盘条在加工过程中导致断丝。
2.2表面质量
82b盘条在生产过程中要承受较大拉拔和扭转,可能造成82b盘条表面裂痕,结疤,折叠,耳子、擦伤等缺陷,这些缺陷又会造成拉拔断裂,而盘条的表面质量和坯料表面质量息息相关。
因此坯料的检查、精整是必不可少的工序。
而连铸稳定的钢液面控制、结晶器振动等参数的选择在一定程度上决定了82b连铸坯最主要的表面缺陷,如表面结疤,增碳等。
所以这些参数的选择很重要。
2.3内部质量
影响82B盘条拉拔性能的主要因素是钢坯内部质量,主要包括中心偏析、中心疏松和缩孔。
首先分析碳中心偏析。
碳中心偏析容易造成渗碳体在晶界的的聚集,从而影响了钢材质量的均匀性。
其外在表现为82B盘条内部组织硬度不同,容易使盘条在拉拔和扭转过程中发生断裂。
其次中心疏松和缩孔,主要危害在于中心疏松会造成钢坯内部强度低,缩孔在外力的作用下会造成应力集中使得82B盘条拉拔断裂,主要原因包括凝固晶桥、空穴效应,采用小方坯制作工艺来制作82B盘条,所以造成其压缩比例小,不能将铸坯中的疏松和缩孔最大程度上的压实。
3采取金相检验方法分析原因
本文拟用金相检验方法检测出直径12.5毫米82B盘条组织结构和内部缺陷,包括显微状态下的非均匀性,首先采用低倍检验。
首先切取直径12.5毫米82B盘条的横向试样,检验面应垂直钢材的轧制方向。
试样要经过粗磨、细磨、抛光、浸蚀,方法是采用酸浸法,即将打磨好的横截面浸泡在2%硝酸酒精溶液中20秒钟左右,然后用清水清洗其表面,最后再用酒精洗净、擦拭干净。
试样浸蚀面使用肉眼、常规放大镜或体视镜进行分析检验。
实验中需要注意的是:
第一检验面朝下浸入浸蚀溶液中,但要防止其直接碰触容器底部;第二试样抛光面要完全浸入2%硝酸酒精溶液中;第三如果检测面出现污渍,要把样品重新抛光干净,然后再去重复浸蚀过程;第四可以适当延长时间以取得清晰可见的缺陷。
然后再采用高倍检验
直径12.5毫米82B盘条试样制备难度比较大,容易产生影响金属层、机械侧滑等,假象从而影响正常的金属金相组织分析。
所以制备直径12.5毫米82B盘条试样需要做足以下几点:
(1)为了避免试样在砂轮打磨时磨面过热而导致金属组织发生变化,应当注意用水冷却试样。
(2)在使用砂纸磨光时,用力不能太大,不能来回磨,这是为了减少滑移现象的出现。
(3)在进行机械抛光这个步骤时,要使用磨光能力大、磨削性能好的金刚石研磨膏或金刚石喷雾剂。
抛光实际和施加的压力要适度。
试样要尽量保持稳定,避免出现多个细小抛光划痕,影响实验效果,注意保持粗呢织物和绒布的湿度,保持抛光水膜在5秒内消失。
要对抛光好的试样进行显微组织观察,需要进行化学浸蚀和电解浸蚀。
常用的浸蚀酸溶液主要包括4%硝酸酒精、苦味酸等。
比较常用的电解浸蚀溶液包括10%的草酸溶液和50%硝酸溶液。
采用化学浸蚀会取得更好的效果,而且操作简单、用时少、效果好。
比如使用4%的硝酸酒精溶液化学浸蚀时,需要条件是室温,大概需要10至20秒就可以得到清晰的金相显微组织。
由金相检验方法可知个别编号生产直径12.5毫米82B盘条,非金属夹杂含量偏高,尤其是脆性氧化铝的夹杂级数达到2.0级,给后来的精炼加工程序带来不利的影响,其他方面控制比较理想。
4总结和改进措施
本文通过实际探索,针对预应力钢绞线82B的质量缺陷如化学成分和纯度不过关、表面质量(裂痕,?
Y疤,折叠,耳子、擦伤等缺陷)、内部质量(中心偏析、中心疏松、缩孔、显微组织)等问题,使用金相检验方法对其进行质量分析,提出几点改革意见,第一严格管理,执行预定工序,按步骤进行。
第二采用末端电磁搅拌等方法,消除网状渗碳组织。
第三减少冶炼过程中的倒炉转炉次数,禁止钢水和空气长时间接触,连铸过程要严密保护浇铸过程,避免钢水过热,减少碳中心偏析和疏松等情况。
第四精炼过程中要合理控制还原气氛和弱吹时间,做好钙处理工序。
第五减少82B盘条表面氧化铁皮,使其无裂痕,结疤,折叠,耳子、擦伤等表面缺陷。
参考文献
[1]李伟.多丝大直径低松弛PC钢绞线的研究与开发[D].贵州大学,2006.
[2]周德,王全礼,张玮,等.连铸小方坯生产大规格82B盘条的实践[J].中国冶金,2006,03:
14-17.
[3]张祥艳,李冀蒙,张春燕,等.YL82B预应力钢丝及钢绞线用盘条试制[J].金属制品,2014,04:
43-47.
预应力钢绞线82B质量缺陷分析与改进措施
摘要:
82B是日本牌号,指的是含碳等于0.80%的优质碳素结构钢,机械性能优良,用作高强度预应力钢绞线的主要材料之一就是82B盘条,一般情况下直径12.5毫米预应力钢绞线在大型铁路、桥梁、公路、建筑、吊车梁中广泛应用。
所以预应力钢绞线82B质量至关重要。
但是实际情况中其预应力钢绞线82B由于表面质量差、碳偏析指数高的原因造成其拉拔断裂等问题,在强度、延展性、冷拔性方面都不尽人意,所以文章将采取金相检验方法分析原因,制定相应的对策。
本文采集自网络,本站发布的论文均是优质论文,版权和著作权归原作者所有。
关键词:
金相检验方法分析原因;直径12.5毫米;金相检验方法;对策
1钢中主要成分的作用
决定钢材生产冷却后组织和性能的主要元素是碳,在一定范围内,钢材随着含碳比重的加大,铁素体含量减少,珠光体含量增多,钢材强度加大。
但是会出现明显的碳偏析现象,容易造成盘条中由于产生网状碳化物导致的拔丝断裂。
锰元素可以用于提高钢材热轧后的强度和硬度,在含量适宜时,可以小幅度提高碳钢的坚固性、强度及耐磨损性,但是锰元素的偏析,容易在盘条生产轧制过程中产生心部马氏体组织,造成拉拔断。
在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性,铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢、耐热钢的重要合金元素。
特别是钒在82B中有着显著的效果,钒合成碳化物、氮化物等、其可以在高温条件下溶解,在低温凝固,可以通过工艺得到不同的质点用于阻止原始奥氏体在加热时长大,减少了钢材中的有害物质N、S等,可以用于改善盘条的断裂性。
2预应力钢绞线82B质量缺陷分析
预应力钢绞线82B质量存在缺陷,使得直径12.5毫米的盘条被拉拔断。
分析预应力钢绞线82B质量存在的缺陷,有助于找出相应的对策。
所以首先先找出缺陷。
2.1化学成分和纯度不过关
制作优良预应力钢绞线的基本保障是高质量的82B盘条。
而高质量的的82B盘条需要化学成分均匀和高纯度的钢材。
要求碳质量分数小于万分之三。
不论是采用转炉冶炼还是使用电炉冶炼,82B盘条都需要使用炉外的精炼加工使得钢中的化学成分均匀,尽可能的净化钢中的杂质和有害气体。
而在实际的82B盘条冶炼轧制过程中,存在大型夹杂物和脆性夹杂物以及有害气体,比如硫化锰、二氧化硫等可以变形塑性夹杂和少量的铝酸盐脆性夹杂使得82B盘条在加工过程中导致断丝。
2.2表面质量
82b盘条在生产过程中要承受较大拉拔和扭转,可能造成82b盘条表面裂痕,结疤,折叠,耳子、擦伤等缺陷,这些缺陷又会造成拉拔断裂,而盘条的表面质量和坯料表面质量息息相关。
因此坯料的检查、精整是必不可少的工序。
而连铸稳定的钢液面控制、结晶器振动等参数的选择在一定程度上决定了82b连铸坯最主要的表面缺陷,如表面结疤,增碳等。
所以这些参数的选择很重要。
2.3内部质量
影响82B盘条拉拔性能的主要因素是钢坯内部质量,主要包括中心偏析、中心疏松和缩孔。
首先分析碳中心偏析。
碳中心偏析容易造成渗碳体在晶界的的聚集,从而影响了钢材质量的均匀性。
其外在表现为82B盘条内部组织硬度不同,容易使盘条在拉拔和扭转过程中发生断裂。
其次中心疏松和缩孔,主要危害在于中心疏松会造成钢坯内部强度低,缩孔在外力的作用下会造成应力集中使得82B盘条拉拔断裂,主要原因包括凝固晶桥、空穴效应,采用小方坯制作工艺来制作82B盘条,所以造成其压缩比例小,不能将铸坯中的疏松和缩孔最大程度上的压实。
3采取金相检验方法分析原因
本文拟用金相检验方法检测出直径12.5毫米82B盘条组织结构和内部缺陷,包括显微状态下的非均匀性,首先采用低倍检验。
首先切取直径12.5毫米82B盘条的横向试样,检验面应垂直钢材的轧制方向。
试样要经过粗磨、细磨、抛光、浸蚀,方法是采用酸浸法,即将打磨好的横截面浸泡在2%硝酸酒精溶液中20秒钟左右,然后用清水清洗其表面,最后再用酒精洗净、擦拭干净。
试样浸蚀面使用肉眼、常规放大镜或体视镜进行分析检验。
实验中需要注意的是:
第一检验面朝下浸入浸蚀溶液中,但要防止其直接碰触容器底部;第二试样抛光面要完全浸入2%硝酸酒精溶液中;第三如果检测面出现污渍,要把样品重新抛光干净,然后再去重复浸蚀过程;第四可以适当延长时间以取得清晰可见的缺陷。
然后再采用高倍检验
直径12.5毫米82B盘条试样制备难度比较大,容易产生影响金属层、机械侧滑等,假象从而影响正常的金属金相组织分析。
所以制备直径12.5毫米82B盘条试样需要做足以下几点:
(1)为了避免试样在砂轮打磨时磨面过热而导致金属组织发生变化,应当注意用水冷却试样。
(2)在使用砂纸磨光时,用力不能太大,不能来回磨,这是为了减少滑移现象的出现。
(3)在进行机械抛光这个步骤时,要使用磨光能力大、磨削性能好的金刚石研磨膏或金刚石喷雾剂。
抛光实际和施加的压力要适度。
试样要尽量保持稳定,避免出现多个细小抛光划痕,影响实验效果,注意保持粗呢织物和绒布的湿度,保持抛光水膜在5秒内消失。
要对抛光好的试样进行显微组织观察,需要进行化学浸蚀和电解浸蚀。
常用的浸蚀酸溶液主要包括4%硝酸酒精、苦味酸等。
比较常用的电解浸蚀溶液包括10%的草酸溶液和50%硝酸溶液。
采用化学浸蚀会取得更好的效果,而且操作简单、用时少、效果好。
比如使用4%的硝酸酒精溶液化学浸蚀时,需要条件是室温,大概需要10至20秒就可以得到清晰的金相显微组织。
由金相检验方法可知个别编号生产直径12.5毫米82B盘条,非金属夹杂含量偏高,尤其是脆性氧化铝的夹杂级数达到2.0级,给后来的精炼加工程序带来不利的影响,其他方面控制比较理想。
4总结和改进措施
本文通过实际探索,针对预应力钢绞线82B的质量缺陷如化学成分和纯度不过关、表面质量(裂痕,?
Y疤,折叠,耳子、擦伤等缺陷)、内部质量(中心偏析、中心疏松、缩孔、显微组织)等问题,使用金相检验方法对其进行质量分析,提出几点改革意见,第一严格管理,执行预定工序,按步骤进行。
第二采用末端电磁搅拌等方法,消除网状渗碳组织。
第三减少冶炼过程中的倒炉转炉次数,禁止钢水和空气长时间接触,连铸过程要严密保护浇铸过程,避免钢水过热,减少碳中心偏析和疏松等情况。
第四精炼过程中要合理控制还原气氛和弱吹时间,做好钙处理工序。
第五减少82B盘条表面氧化铁皮,使其无裂痕,结疤,折叠,耳子、擦伤等表面缺陷。
参考文献
[1]李伟.多丝大直径低松弛PC钢绞线的研究与开发[D].贵州大学,2006.
[2]周德,王全礼,张玮,等.连铸小方坯生产大规格82B盘条的实践[J].中国冶金,2006,03:
14-17.
[3]张祥艳,李冀蒙,张春燕,等.YL82B预应力钢丝及钢绞线用盘条试制[J].金属制品,2014,04:
43-47.