下载文档原格式
贝氏体高碳钢线材介绍任玉辉张俊峰（鞍钢新轧钢股份有跟公司线材厂）哥——（鞍钢新轧刚股份有限公司技术质量部）摘要介绍了贝氏体高碳钢线材的金属学特点，生产工艺和使用效果。
关键词高碳锕；贸氏体；线材ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＢａｉｎｉｔｅＨｉｇｈＣａｒｂｏｎＷｉｒｅＲｏｄＲｅｎ—ｙｕｈｕｉＺｈａｎｇｊｕｎｆｅｎｇ（ＷｉｒｅｒｏｄｐｌａｎｔｏｆＡｎｇａｏｇＮｅｗＳｔｅｅｌｃｏ．，ｈｄ．）Ｙｉｎ—ｙｉ（ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＱｕａｌｉｔｙｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｎｇａｎｇＮｅｗＳｔｅｅｌ１２０，，ｌｔｄ．）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｔｈｅｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｂａｉｎｉｔｅｈｉｇｈｃａｒｂｏｎｗｉｒｅｒｏｄａｎｄｉｔ’ｓｐｒｏｄｕｃｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｃａｒｂｏｎｂａｉｎｉｔｅｗｉｒｅｒｏｄ贝氏体钢在工程机械等方面应用较多，最近贝氏体重轨的研究也获得成功。
在高碳钢线材方面，～直是以索氏体组织作为拉拔的最佳组织。
但是索氏体组织的Ｆｅ３Ｃ片是连续的，限制了铁索体中位错的运动。
而且虽然Ｆｅ３Ｃ片在拉拔中可以向轴向转动，但存在Ｆｅ３ｃ片破碎问题。
因此使得钢的可拉拔性能受到限制。
如果Ｆｅ３Ｃ能以较短的长度和较宽的间距存在于铁素体基体中，那么铁索体的变形就更容易，Ｆｅ３Ｃ也更容易沿着拉拔方向分布，而且不破裂。
这样就可能得到既有高的强度又有高的塑性和可拉拔性的高碳钢线材。
而上贝氏体就具有达到这种组织的可能。
根据ＴＴＴ相图，在２５０～５５０℃之间，形成的是一种具有板条形状的细小铁素体和渗碳体的聚合体，具有铁素体和珠光体的一些性能。
这种组织就是贝氏体。
上贝氏体的形态和魏氏铁素体相似，是由无内部析出物的体素体板条组成，板条内的位错密度很高。
上贝氏体铁素体的碳浓度比形成它的奥氏体要低很多，因此随着贝氏体板条长大，残余奥氏体中的碳将富集，这是在４００—５５０℃之间形成上贝氏体的一个基本特点。
第53卷•第12期• 2020年12月82B 盘条杯锥状断口断裂原因分析0前言82B 高碳钢盘条是用于冷拔生产钢丝、钢丝绳、钢绞线等金属制品的主要原料，要求其通条性能好、脱碳 层小、索氏体含量基本要达到85%以上、不得有马氏体和全网渗碳体存在。
在拉拔、捻制过程中承受100%的 检验，在高应力状态下，任何缺陷和异常组织都会成为断裂源u '2］o 高碳钢盘条后序加工一般都要经过多道次的冷拉拔,使得拉拔方向的组织为纤维状组织,具有 很高的强度，但往往韧性较低。
拉丝是指原材料经过酸洗、磷化、剥壳、开坯，进行一次或多次的拉拔，期间 通过等温淬火的热处理方式改变钢丝组织，使其索氏体化率达到85%及其以上，再次经过拉拔，使其达到目标直径的一种工艺手段卩⑷。
经常有用户反应盘条在 进入拉丝模时，往往只经过几道拉丝模,甚至有的盘条只经过一道拉丝模就已经断裂，断口呈笔尖状，也称为 杯锥状断口。
本工作中发生断裂的82B 盘条为制造钢杨金艳，吴澎(南通市产品质量监督检验所，江苏 南通226011)［摘要］某82B 盘条为钢丝绳原料，进入拉丝模粗拉前两道工序时发生了杯锥状断裂。
为此，通过金相显微镜 和扫描电子显微镜分析了 82B 盘条杯锥状断口断裂机理。
结果表明：盘条的的杯锥状断口形成机理主要是由于盘条芯部存在马氏体岛，导致沿芯部马氏体岛出现裂纹，随着进一步拉拔沿裂纹横向形成圆环状裂纹，纵向形成“V ” 型裂纹，最后断裂后形成“一尖一窝”的杯锥状断口。
［关键词］82B 盘条；芯部马氏体岛；杯锥状断口；断裂［中图分类号］TG172［文献标识码］B［文章编号］1001-1560(2020)12-0157-06Analysis on Fracture Cause of 82B Rod Cup Conical FractureYANG Jin-yan, WU Peng(Nantong Institute of Supervision & Inspection on Product Quality , Nantong 226011, China)Abstract : A 82B wire rod , which was the raw material of steel wire rope , had a cup - cone fracture when it entered the first two processes of rough drawing of drawing die. Cup Conical Fracture of 82B wire rod was studied by OM and SEM. Results showed that the formation mechanismof cup - cone fracture was mainly due to the existence of martensite island in the core of the rod , leading to the cracks along the core martensiteisland. With further drawing , circular cracks were formed along the transverse direction of the crack , then, '* V" cracks were formed longitudi nally, and finally, cup -cone fracture was formed after fracture.Key words : 82B wire rod ； core martensite island ； cup -cone fracture ； fracture丝绳产品的原材料,发生在进入拉丝模粗拉工艺的前2 道时而断裂，为了找到此类断裂的产生原因，对82B 高碳钢盘条断裂机理进行了研究。
第43卷第3期2021年5月上海金属SHANGHAI METALSVol.43,No.3May,202131高碳SWRH82B钢线材脆断原因及控制黄雁陶群南（芜湖新兴铸管有限责任公司，安徽芜湖241000）【摘要】某钢厂成分为0.80C-0.22Si-0.83Mn-0.22Cr-0.013P-0.005S（质量分数,％）的SWRH82B钢线材在放线剥皮过程中脆性断裂次数高达20次/百t。
研究发现，线材脆断频次高的主要原因是线材心部存在大块马氏体及残余应力较大。
为此进行了斯太尔摩线控冷工艺试验和时效工艺试验。
结果表明：斯太尔摩冷却作业线6-12号风机开口度从100%减小至60%，关闭7A-10B保温罩，辊道速比下降15%，可有效避免线材心部大块马氏体的形成，从而提高线材塑性、减小残余应力。
此外，线材自然时效时间从20天缩短至15天，可使线材的脆断次数从20次/百t降低至5次/百t以下，显著提高了生产效率。
【关键词】SWRH82B钢线材脆断控冷显微组织中图分类号:TU511.34；TG142.1文章编号：001-7208（2021）03-0031-05Cause and Control of Brittle Fracture of High-carbonSWRH82B Steel WireHUANG Yan TAO Qunnan(Wuhu Xinxing Casting Pipe Co.,Ltd.,Wuhu Anhui241000,China)【Abstract]Brittle fracture of SWRH82B steel wire containing0.80C-0.22Si-0.83Mn-0.22Cr-0.013P-0.005S(mass fraction,%)occurred20times per100tons during stringing and peeling in a steel factory.It was discovered from the investigation that the frequent brittle fracture of the wire was attributed largely to massive martensite present in the core and larger magnitude of residual stress.For this fact, controlled cooling test in the Stelmore line and aging process test were performed.The results showed that the formation of massive martensite in the core of wire could be effectively avoided by decrease in the opening degree of fans No.6to No.12in the Stelmore line from100%to60%,closing of7A-10B soaking hood and15%decrease in the roller speed ratio,thus improving plasticity of the wire and reducing residual stress.Furthermore,shorten of natural aging time for the wire from20days to15days would allow the brittle fracture of wire to decrease from20times to5times per100tons or less.As a result,the production efficiency was evidently increased.【Key Words]SWRH82B steel,wire rod,brittle fracture,controlled cooling,microstructure目前，高等级建筑、桥梁、铁路等领域对SWRH82B钢线材的需求量越来越大。
高碳钢线材缺陷的研究分析用金相显微镜和扫描电镜观察分析高碳钢线材的凸棱缺陷，结果表明，在连铸过程中的疏松和偏析是缺陷产生的原因。
实践表明当比水量调低、应用结晶器电磁搅拌可以消除缺陷，得到合格的产品。
标签：高碳钢线材；疏松；缩孔；电磁搅拌1 70#线材缺陷分析近期某钢厂线材厂反映在用高碳钢小方坯生产的线材产品在轧后出现“凸棱”缺陷，部分用户深加工时出现拉丝断裂或弹簧扭曲时断裂。
图1中a为缺陷原始外观形貌，b为缺陷处沿轧制方向剖面形貌，c为缺陷处横断面照片。
由缺陷宏观形貌分析此“凸棱”缺陷为界面不规则矩形的孔洞。
1.1 缺陷金相显微分析缺陷金相显微分析如图2所示，图中a为100倍缺陷金相显微照片，b为50倍缺陷金相显微照片。
缺陷处和横断面上的扫描电镜分析照片如图3和图4所示。
由缺陷金相显微照片以及扫描电镜分析可知，在缺陷位置处和远离缺陷处的金相显微组织基本一致，可以说明没有大的成分偏析及大颗粒夹杂。
1.2 低倍检验编号1～5分别为铸机1～5流铸坯试样，低倍评级图如表1所示，其中3#和5#试样的低倍照片如图5所示。
通过以上分析，我们可知道导致70#线材产生轧后“凸棱”缺陷的原因即为连铸过程中产生的中心缩孔未被轧合，中心缩孔级别偏高，是这次缺陷的主要原因。
2 改善中心缩孔的方法对于缩孔的形成机理一般存在两种观点：一种观点认为[1]，铸坯在凝固过程中过于发达的柱状晶产生“搭桥”，“桥”下的液相转变为固相时的体积收缩以及铸坯本身向外传热使得铸坯中心凝固部位继续冷却产生的体积收缩不能被钢液补充所引起；另一种观点认为[2]，铸坯中心部位某点（fs=0.2）下区域，钢液无法对铸坯中心产生的体积收缩进行有效补充的几率增大导致缩孔。
对于像70#这种高碳钢，想要改善中心缩孔的方法主要有两个途径[3]。
第一个方法是设法抑制柱状晶的生长，减小柱状晶组织的搭桥，使得铸坯中心产生的体积收缩被钢水充分的补充。
例如可以降低中间包钢水的过热度、增加等轴晶区的宽度、控制拉速降低坯壳的温度梯度和电磁搅拌等。
中高碳钢成分及轧制工艺中高碳钢成分及轧制工艺1. 引言中高碳钢是一种重要的材料，在车辆制造、机械加工和建筑行业等领域中得到广泛应用。
它具有优异的强度和耐磨性，能够满足对强度和耐磨性要求较高的工程应用。
本文将首先介绍中高碳钢的成分组成，然后探讨与中高碳钢相关的轧制工艺，以深入了解中高碳钢的制备及其性能。
2. 中高碳钢的成分组成中高碳钢是以含碳量为0.25%-0.60%的钢材为主体，其余成分则根据具体的应用要求进行调整。
除了碳元素以外，中高碳钢中还含有多种合金元素，如锰、硅、铬等。
这些合金元素的存在能够显著改善中高碳钢的机械性能和耐磨性。
2.1 碳元素碳元素是中高碳钢的主要合金元素，对钢的性能有着重要的影响。
碳元素可提高钢的强度和硬度，但会降低其塑性和韧性。
一般来说，含碳量越高，中高碳钢的强度和硬度就越高，但其韧性也相应下降。
2.2 锰元素锰元素是中高碳钢的常见合金元素之一，它能够提高钢的强度和韧性，并增强钢的耐磨性。
锰元素可与碳元素形成固溶体，增加钢材的晶格强化效应，从而提高钢的机械性能。
2.3 硅元素硅元素是中高碳钢中重要的元素之一，它能够提高钢的强度和硬度，同时降低钢的塑性。
硅元素可与碳元素形成固溶体，增加钢材的晶格强化效应，进一步提高钢的机械性能。
2.4 铬元素铬元素是中高碳钢中常用的合金元素之一，它能够提高钢的硬度和耐腐蚀性。
铬元素能够形成氧化铬层，保护钢材不受环境氧气和水腐蚀的影响。
铬元素还可以增加钢的晶格强化效应，提高钢材的强度。
3. 中高碳钢的轧制工艺中高碳钢的轧制工艺对于决定其终端性能和应用范围至关重要。
主要的轧制工艺包括热轧、冷轧和热处理等。
3.1 热轧热轧是指将中高碳钢加热到适当的温度，在高温下进行塑性变形的一种轧制工艺。
热轧能够改变钢材的晶粒结构，提高其塑性和韧性。
热轧还能够消除钢材中的内应力，使其具有更好的综合性能。
3.2 冷轧冷轧是指将加热后的中高碳钢在室温下进行塑性变形的轧制工艺。
前言我国一些大型的盘条深加工生产企业，对热轧盘条进行拉拔之前，往往要把盘条表面的氧化铁皮通过机械除鳞的方式剥离去除。
当氧化铁皮的剥离性能不好时，残留在盘条表面的氧化铁皮会使高碳钢盘条与拉丝模具摩擦时表面接触点的局部熔化[1]，可能导致拉拔过程中的断丝，甚至是刮伤拉丝模具。
生产企业越来越重视热轧盘条表面氧化铁皮的剥离性能，而热轧盘条的氧化铁皮剥离性能受其厚度、微观形貌以及相的成分比例等因素的影响[2]。
本文着重探讨高碳钢盘条氧化铁皮剥离后，其剥落内表面的微观形貌皱褶的形成原因，以及与剥离性能之间的关系。
1实验1.1 试样材料实验选用的是高碳钢盘条，试样直径为Φ5.5mm，长度为300mm，其化学成分见表1。
表1 高碳钢盘条化学成分%Table 1 The chemical composition of the high carbon steel wire %元素 C Si Mn P S Al 其他元素含量0.7±0.03 ≤0.300.5±0.06 ≤0.02≤0.015≤0.005≤0.010 1.2氧化实验用浓盐酸腐蚀去除高碳钢盘条试样表面的氧化铁皮，然后将试样用辐射加热电炉在900℃氧化，快速冷却到氧化铁皮的共析反应温度区间，保温1~6分钟后快冷到室温，制备新的氧化铁皮。
1.3剥离实验将实验试样两端100mm长的氧化铁皮，用5%的乌洛托品调配的盐酸溶液进行腐蚀。
腐蚀过的试样先用高精度天平称重，然后在拉伸试验机上用夹具固定两端后，分别用不同的拉伸量来剥离氧化铁皮，再用高精度天平称重后，计算其剥离率。
1.4电镜实验将拉伸实验剥离的氧化铁皮收集起来，用导电胶带将其固定好后编号，然后让其放在无水酒精中用超声波清洗器清洗5分钟，然后用热风机吹干。
这样制备好的试样就可以在扫描电镜下观测其内表面的微观结构。
2实验结果及分析2.1 形貌及产生原因图1为二次电子扫描（SEM），放大倍数为1000倍得到的高碳钢盘条氧化铁皮内表面微观形貌。
高碳钢简介高碳钢在经适当热处理或冷拔硬化后，具有高的强度和硬度、高的弹性极限和疲劳极限(尤其是缺口疲劳极限)，切削性能尚可，但焊接性能和冷塑性变形能力差。
由于含碳量高，水淬时容易产生裂纹，所以多采用双液淬火(水淬+油冷)，小截面零件多采用油淬。
这类钢一般在淬火后经中温回火或正火或在表面淬火状态下使用。
主要用于制造弹簧和耐磨零件。
碳素工具钢是基本上不加入合金化元素的高碳钢，也是工具钢中成本较低、冷热加工性良好、使用范围较广的钢种。
其碳含量在0.65一1.35%，是专门用于制作工具的钢。
高碳钢密度7.81g/cm³性能特点优点：1、热处理后可以得到高的硬度(HRC60一65)和较好的耐磨性。
2、退火状态下硬度适中，具有较好的可切削性。
3、原材料易得，生产成本低。
其缺点是:1、热硬性差，当刀具工作温度大于200℃时，其硬度和耐磨性急剧下降。
2、淬透性低。
水淬时完全淬透的直径一般仅为15一18mm;油淬时完全淬透的最大直径或厚度(95%马氏体)仅为6mm 左右，并易变形开裂。
高碳钢的硬度、强度主要取决于钢中固溶的碳量，并随固溶碳量的增加而提高。
固溶碳量超过0.6%时，淬火后硬度不再增加，只是过剩的碳化物数量增多，钢的耐磨性略有增加，而塑性、韧性和弹性有所降低。
为此，常根据使用条件和对钢的强度、韧性匹配来选用不同的钢号。
例如，制造受力不大的弹簧或簧式零件，可选择较低碳量的65钢。
一般高碳钢可用电炉、平炉、氧气转炉生产。
要求质量较高或特殊质量时可采用电炉冶炼加真空自耗或电渣重熔。
冶熔时，严格控制化学成分，特别是硫和磷的含量。
为减少偏析，提高等向性能，钢锭可进行高温扩散退火(对工具钢尤为重要)。
热加工时，过共析钢的停锻(轧)温度要求低(约800℃)，锻轧成材后应避免粗大网状碳化物的析出，在700℃以下应注意缓冷，以防热应力造成裂纹。
热处理或热加工过程中要防止表面脱碳(对弹簧钢尤为重要)。
热加工时要有足够的压缩比，以保证钢的质量和使用性能。
超高碳钢化学成分中铝含量的合理选择作者：李竞来源：《中国科技纵横》2016年第07期【摘要】超高碳钢是一种发展前景良好的材料，随着对其研究的深入发现在对其的碳化物含量以及分布进行改变后能够将其的韧性、强度得到极大的提高，运用的范围以及运用的潜能扩大，逐渐得到发展，主要原因是其较之其他钢材料存在刚度硬度能够改变、较环保等优势。
对其的化学成分中铝含量进行合理的选择的主要依据是其的使用方向以及使用范围，这对于该种材料的进一步发展使用有实际的意义，为使得该种材料得到进一步的发展，需要就这一方面进行研究。
【关键词】超高碳钢化学成分铝含量合理选择超高碳钢化学成分中铝含量的不同会导致其的网状碳化物含量不同，进而导致其的硬度强度都有所不同，改变铝含量是一种较为简单的改变超高碳钢性质以及使用范围的方式，因此，需要对其的改变原理、改变难点以及改变策略等进行研究以及确定，以此来进一步的发展超高碳钢的运用效果以及运用质量。
对此进行研究能够间接的发展相关产业，如建筑产业、交通产业等，使得我国的各方面发展得到相应的正面影响。
对超高碳钢化学成分中铝含量的合理选择进行探究的主要目的是发展钢材料产业的发展以及进一步的完善该方面的技术，使得我国该方面的技术得到进一步的提升，进而使得我国在该方面的发展限制因素减少。
1超高碳钢超高碳钢从发现到现在的重点研究使用经历了一段较长的时间，在其被发现并使用的前期，其被认为是一种脆性材料，无较大的使用价值，无法与普通的钢材相提并论，没有进行进一步研究的价值，这种观念持续了较长的时间。
随着科学技术的不断发展，以及人们认知的不断扩大，对于超高碳钢的研究进一步得到发展，近年来随着对其研究成果的展现，发现其的使用价值甚至超过普通的钢材料，导致其被认为脆性材料的主要原因是其含碳量偏高以及碳元素的分布不均匀，在研究过程中发现改变这一状况，能够极为有效的改变超高碳钢的强度以及韧塑性，进而使得其的使用范围以及使用效果得到进一步的扩大改善。
