国检检测欢迎您!

微信公众号|腾讯微博|网站地图

您可能还在搜: 无损检测紧固件检测轴承检测浙江综合实验机构

社会关注

分享:SWRH82B线材拉拔断裂缺陷分析

返回列表 来源:国检检测 查看手机网址
扫一扫!分享:SWRH82B线材拉拔断裂缺陷分析扫一扫!
浏览:- 发布日期:2024-07-10 15:11:06【

钢绞线是由多根钢丝绞合构成的钢铁制品,采用高碳钢盘条,经过表面处理后冷拔成钢丝,然后按钢绞线结构将一定数量的钢丝绞合成股,再经过消除应力稳定化处理而成。预应力钢绞线的主要特点是强度高、松弛性能好,另外展开时较挺直。因此对性能的要求较高,一般要求有良好的表面质量和心部质量,足够的强度和适当的组织,优良的拉拔性能。常用的材质如SWRH77B、SWRH82B等。

近期部分用户在生产过程中陆续出现批量拉拔断裂缺陷,已严重影响钢材正常上交。受生产厂委托,通过化学成分、夹杂物及金相及等方法对开裂进行了系统分析。

缺陷盘条规格为12.5和13.0 mm。用户的生产工艺为:盘条—物理除磷—磷化—皂化(提高线材拉拔时润滑)—拉丝(拉拔到5.05 mm)—捻股(共七股)—成品(钢绞线),拉拔断裂出现在盘条开料展直、粗拉及捻股工序。盘条开料展直时断裂,可通过焊接继续生产,捻股时断裂,则无法通过焊接继续生产,只能分料。

钢丝断口主要分为两种:杯锥状断口及斜断口。两种断口形貌有显著差别,产生原因也存在明显不同(图1)。

用户生产现场的工序布局,钢丝的生产并不是一次拉拔完成,而是单独设置一道次拉拔螺旋肋的工序。用户反馈在进行螺旋肋加工时钢丝的焊接部位断丝现象较为普遍。

经对斜断口宏观观察(图2),裂纹源位于线材外表面,由此处开裂后呈放射状导致整体撕裂。宏观上呈现裂纹源区、纤维区和扩展区,裂纹的断口形貌为解理[12]。放射条纹呈人字形,人字形的尖部指向试样边缘,说明断裂起源于线材外表面,试样外表面有“V”形缺陷,与拉拔方向一致。试样的裂纹源均起源于线材外表面[3]。对外表面仔细观察,个别斜断口断裂源附近存在明显的凹、裂缺陷,经观察,可认定为擦、划伤缺陷。而杯锥状断口经低倍检验,存在明显心部孔隙性缺陷。初步的检查已经暴露了一些缺陷成因,为进一步对缺陷产生原因加以确认,有必要进一步系统分析。


取试样进行光谱及气体含量分析,各项成分均未见异常,全部满足BYBZ008—2011的要求。钢水中P、S、O、N的含量均达到了正常的范围内,钢水纯净水平尚可,具体成分如表1所示。

对试样分别进行夹杂物、脱碳层组织检验(表2),夹杂物均为细系,级别不是太高,因此夹杂物不是导致SWRH82B拉拔断裂的直接原因。另外表面未见明显脱碳层,检验结果正常。


对出现开裂的试样根据类型分别取样分析,盘条的基体组织为索氏体+珠光体+少量碳化物。其中出现杯锥状断口的试样基体金相组织正常但心部存在不同程度的疏松、缩孔缺陷(图3)。

方坯在连铸过程中,由于钢液在结晶器内冷却条件的差异,铸坯纵断面中心产生“晶桥”,将钢液隔开,桥下部分凝固最晚,当参与液体凝固收缩时,因得不到其他液体的补充在中心形成疏松或者缩孔[4]。疏松和缩孔在铸坯的轧制过程中不能焊合,则在拉拔过程中便降低了钢丝的抗变形能力并成为钢丝拉拔过程的断裂源,引起杯锥状断口。

而斜断口试样检验过程中发现表面存在马氏体组织,厚度在20~50 μm,该组织的存在,诱发拉拔过程断裂现象的发生。出现表面高碳马氏体,主要是因为炼钢浇铸过程中拉速、结晶器液面的不稳定使结晶器卷渣,从而造成连铸坯表面增碳(渗碳)。由于表面局部增碳,致使该部位碳含量远高于基体,从而使该部位金属冷却“C”曲线右移,使过冷奥氏体稳定性增大,该部位金属在相同的冷却速度下也能得到高碳马氏体组织;而表面的冷却速度本身就较快,这更保证了表面生成高碳马氏体组织的条件,促成了高碳马氏体组织的生成。另外心部存在明显的混晶现象,如图4所示,钢丝心部大小晶粒混杂。在后期拉拔过程中钢丝组织出现的严重混晶部位产生巨大的内应力,从而加速拉拔断裂现象的发生。另一方面由于钢丝经过拉拔加工后其加工硬化程度及晶粒的流向形变都使得焊接部位的应力集中情况要高于母材的焊接部位。相应的焊接点断裂频次也要高出母材。