ER50-6盤條的組織與性能分析

1、 第九屆中國鋼鐵年會論文集ER50-6盤條的組織與性能分析任翠華（天津冶金集團軋三金屬材料科技有限公司，天津301606)摘要本文簡要介紹了天津冶金集團軋三ER50-6熱軋盤條的試軋生產(chǎn)情況，并通過抽樣試驗，對盤條的主要化學(xué)成分、顯微組織和力學(xué)性能等進行了分析。確定了盤條的質(zhì)量能達到標準要求，拉拔性能和焊接性能滿足客戶要求，表明了盤條的成分控制及軋制工藝設(shè)計合理可行。關(guān)鍵詞ER50-6盤條化學(xué)成分顯微組織力學(xué)性能Analysis of Microstrucrure and Prop erties of ER50-6Wire Rod for Zhasan Comp anyRen Cuihua(T

2、ianjin Metal Materials and Tech no logy Co., Ltd., Tianji n, 301606)Abstract This paper briefly introduces the trial p roduction of ER50-6 hot-rolled wire rod for the Tianjin Metal Materials and Technology Co. Ltd. Through the samp ling test, it analyses the main chemical comp osition, microstructur

3、e and prop erties of wire rod.The results show that, the quality of wire rod can meet the standard requirements. And the drawing and welding prop erties can meet customer requirements too.So the conclusion can be drawn that the compo nents in control and the design of wire rod rolling p rocess is re

4、asonable and feasible.Key words ER50-6, wire rod, chemical compo sition, microstructure, mechanics prop erties1刖言ER50-6是碳鋼氬弧焊絲，具有優(yōu)良的塑性、韌性和抗裂性能，尤其低溫沖擊韌性較高。可用于各 種位置的管道手工鎢極氬弧焊打底及弧焊，是制作新一代CO2氣體保護實芯焊絲、埋弧焊、半連續(xù)、 自動焊接用焊絲的主要原料，廣泛應(yīng)用于壓力容器、電力、汽車以及各類機械制造業(yè)，是國內(nèi)外常用 的氣體保護焊絲品種。隨著我國焊接自動化技術(shù)推廣應(yīng)用和對焊接質(zhì)量要求的不斷提高，用戶對ER50-6焊絲

5、ER50-6盤條的需求量呈逐年上升趨勢。天津軋鋼三廠根據(jù)自身設(shè)備條件，開始開發(fā)生產(chǎn) 用熱軋盤條。2軋制簡述2.1主要工藝流程軋鋼工序主要設(shè)備為：加熱爐，高速線材軋機、吐絲機、風(fēng)冷運輸線等。主要工藝流程為：加熱 一咼速線材軋制、水冷 一吐絲一集卷一打包一成品入庫。2.2軋制溫度控制由于焊絲用鋼盤條中碳低、塑性好，為有效控制奧氏體晶粒度，從而獲得良好的金相組織，應(yīng)適當降低9801050 C,并用粗軋 1#軋機軋制溫度。根據(jù) ER50-6的鋼種特點及試軋生產(chǎn)經(jīng)驗，將其開軋溫度確定為 前處紅外雙色測溫儀進行嚴格控制。2.3吐絲溫度的控制+珠光體，但由于鋼中錳、硅合金元素的存在提高了鋼的淬透性 ，該盤條

6、的金相組織中,不利于拉拔加工，或者組織分布不均勻，岀現(xiàn)帶狀組織或大量混晶。如圖ER50-6盤條理想的金相組織為鐵素體使其“CCT轉(zhuǎn)變曲線向右下方移動，推遲并延長了轉(zhuǎn)變時間1。若工藝參數(shù)控制不當 可能岀現(xiàn)馬氏體或貝氏體組織經(jīng)過高線試軋，結(jié)果表明吐絲溫度高于900 C時，組織中有較多的淬火組織；當吐絲溫度降低到某一溫度范圍時，因過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變速度較快，從而可以得到易于拉拔的F+ P組織。為此，最終將吐絲溫度控制2.4冷卻溫度的控制為了使奧氏體轉(zhuǎn)變分解得到鐵素體加珠光體組織在800850 C,并將線材頭尾及未穿水的部分剪凈。,在控制吐絲溫度的同時，采用延遲型冷卻工藝，全部 加蓋保溫罩，嚴格控制輥道

7、速度。由圖1可以看岀，為避免岀現(xiàn)貝氏體和馬氏體組織，獲得純凈的鐵素體和珠光體，根據(jù) CCT曲線，冷卻速度應(yīng)低于1C/ S。3試驗分析為保證試制產(chǎn)品的性能質(zhì)量，對不同爐次的盤條采取分批抽樣進行詳細的質(zhì)量檢驗，選5爐盤條（爐號分別是 21300238、21300239、21300240、21300115、21300116）,按規(guī)定切取不同長度，分別對其化學(xué)成分、 金相檢驗、力學(xué)性能等進行檢驗。3.1化學(xué)成分焊接用鋼盤條最大特點是既要保證焊絲拉拔工藝性能又要，保證焊接的焊縫質(zhì)量和力學(xué)性能，并且不產(chǎn) 生氣孔，因此對鋼的化學(xué)成分有嚴格要求2。為保證焊絲性能均勻，不允許有嚴重的成分偏析。鋼的化學(xué)成分對鋼的

8、力學(xué)性能和金相組織有不同程度的影響，其中碳含量高會造成焊縫冷、熱裂紋，而CO含量，減少飛濺或氣孔，并可增高焊低碳則一方面使盤條塑性好容易拉拔，另一方面可降低還原性氣體軋三ER50-6盤條的組織與性能分析5 -縫金屬凝固時的溫度，所以在保證ER50-6鋼強度的同時，應(yīng)適當降低碳含量。而作為主要合金元素的錳、硅，在低碳的條件下可以提高鋼的強度，保證焊絲的挺直度，同時又可以作脫氧劑補充焊接過程中的燒損， 可以穩(wěn)定電弧，降低飛濺，細化熔滴，并減少焊縫熱裂紋傾向，保證焊縫質(zhì)量和性能。但是隨著錳、硅含量 的增加會使鋼中偏析程度和夾雜物含量增大，并岀現(xiàn)帶狀組織，并且經(jīng)熱軋后的強度也越高，伸長率降低， 容易產(chǎn)

9、生不易拉拔的淬火組織。綜合以上多種因素考慮，在滿足 GB/T3429 2002規(guī)定焊接用鋼盤條的化學(xué)成分基礎(chǔ)上，軋三對主要 的化學(xué)成分含量進行了內(nèi)控，從而為確保盤條的拉拔性能和焊絲的焊接性能奠定了良好基礎(chǔ)，見表化學(xué)成分CSiMnPS標準成分0.060.150.801.151.401.850.0250.025內(nèi)控成分0.060.100.800.951.401.600.0200.015表1 ER50-6盤條化學(xué)成分(%)軋三試制 ER50 6盤條的化學(xué)成分檢驗結(jié)果見表2,主要成分控制均勻、穩(wěn)定，均符合標準。碳的質(zhì)量分數(shù)偏下限能更好防止焊縫冷熱裂紋、減少焊接過程飛濺；硅、錳含量偏下限能降低拉拔過程的

10、變形抗力， 減少模具磨損，由此可見盤條的成分控制的比較好。爐號CSiMnPS213002380.100.841.450.0120.005113001150.090.861.550.0130.007213002390.090.841.49J0.0180.006113001160.09' 0.861.540.0150.007213002400.08,0.851.530.0140.009平均0.090.851.51II0.0140.007表2 ER50-6試驗化學(xué)成分(%)3.2盤條的顯微組織及非金屬夾雜物3。對軋制的 ER50-6盤條進行隨機抽樣檢驗，其相應(yīng)的顯微組織和非金屬夾雜物檢驗結(jié)果

11、見表2、圖表3 ER50-6盤條的顯微檢驗結(jié)果爐號材料號規(guī)格/mmi1顯微組織晶粒度 /級非金屬夾雜物/級1ABC細系D細系2130023800105.5:F+少量P9.0000.502130023900145.51I1F+少量P9.0000.512130024000205.5F+少量P9.000001130011500235.51I1F+少量P9.00000.51130011600245.51F+少量P8.5000.510試驗所看到盤條的顯微組織都比較正常，無特殊組織，差別不明顯，故從中抽選兩組圖片，見圖3。軋三ER50-6盤條的組織與性能分析7 -P圖2a邊部；b 心部盤條的顯微組織（材料

12、號：0010）3盤條的顯微組織0023）圖a邊部；b 心部（材料號:盤條的顯微組織是 帶狀組織）和混晶現(xiàn)象。鐵素體晶粒度比較細，只有 化鋁夾雜幾乎沒有，硅酸鹽夾雜和球狀氧化物夾雜也很少。 絲拉拔是十分有利的。由試驗數(shù)據(jù)和圖片可以看岀,F+少量P,比較均勻，無其他組織（馬氏體、貝氏體或 8.59級。非金屬夾雜物含量也非常少，硫化物和氧 可以說，這樣的組織狀態(tài)和鋼質(zhì)，對于后續(xù)的焊3.3力學(xué)性能在焊接用鋼標準中，對盤條的力學(xué)性能一般不做要求。這是因為這類盤條在拉拔前常常需要退火處理,ER50-6焊接用鋼，通過控制處理的目的在于獲得抗拉強度較低塑性好的鐵素體和珠光體組織。軋三試制的 軋制、控制冷卻工藝

13、生產(chǎn)的盤條具備這種組織，可以滿足了用戶的要求。力學(xué)試驗的數(shù)據(jù)及結(jié)果見表4,從中可以看岀，軋三試制的ER50-6盤條強度、塑性等力學(xué)性能整體比較好，可以滿足盤條的后工序拉拔和焊接性能的要求。表4 ER50-6盤條實驗力學(xué)性能爐號規(guī)格/mmReL/M PaRm/M PaA/%213002385.53954255405702630113001155.53754055405553031213002395.53954155305652730113001165.53704055405653032213002405.53854005305602831平均5.5405545294盤條質(zhì)量分析4.1盤條質(zhì)量由以上試驗數(shù)據(jù)得岀，軋三試制的ER50-6盤條化學(xué)成分控制比較好，符合標準要求；顯微組織是鐵素體+少量珠光體，晶粒均勻；非金屬夾雜物非常少，鋼質(zhì)比較純凈；抗拉強度Rm <580MPa,伸長率A=25%33%，力學(xué)性能好，為確保盤條的拉拔性能和焊接性能奠定了較好基礎(chǔ)。4.2客戶使用情況根據(jù)用戶返饋的信息，軋鋼三廠試制的ER50-6盤條，都能順利地進行拉