影响冷镦钢品质的主要因素

一般情况下,可将影响冷镦钢品质因素归纳为材料塑性、材料基体连续性、材料组织连续性和材料表面品质等。根据对冷镦钢的品质检测,发现影响冷镦钢品质的因素主要有以下4个方面:钢的化学成分、坯料表面缺陷、设备调整、晶粒度和轧制工艺参数。 (1)化学成分的影响:钢中硫、磷等杂质元素直接影响冷镦钢冷镦性能。在冷镦钢的冶炼过程中针对不同钢种应去除相应杂质。某些非金属夹杂破坏了钢的基体连续性,在静载荷和动载荷的作用下,往往成为冷镦钢裂纹的起点。因此,应尽量降低钢中非金属夹杂物,同时对其进行处理(如钙化等),减少其在钢中的危害。 (2)坯料表面缺陷的影响:坯料表面缺陷是产生冷顶锻开裂的裂纹源,主要形式有坯料表面重皮、裂纹、尖锐过度等。在加工时,由于裂纹的存在引起应力集中,同时产生复杂的应力状态,导致裂纹扩张,最终冷顶锻开裂,因此,选用优质钢坯是提高冷镦钢品质的前提。在轧制过程中存在严重的温度不均也会促使产品出现开裂现象。 (3)轧制过程中设备调整对冷镦钢性能的影响:生产过程中各项轧制规程的制定是影响产品冷镦性能的主要因素,例如压下量、张力等的调整以及生产备件的装配和调整。若轧制生产调整不当,使产品在轧制过程中产生折迭或划伤,破坏产品的表面,形成开裂的裂纹源。因此,制定合理的轧制规程是提高冷镦钢品质的关键。 (4)晶粒度的影响:晶粒度是衡量冷镦钢能否达到一定的综合性能的标准之一。晶粒越细,其内部因应力集中引起的开裂的机会就越小,有利于冷顶锻等性能的提高。细晶钢可以承受较大的变形量,具有较大的延伸率、断面收缩率、较好的塑性以及较高的韧性和强度。因此要求在轧制过程中,奥氏体化温度不宜过高,保温时间不宜过长。 (5)轧制工艺参数的影响。冷镦钢组织为铁素体+珠光体,其控冷关键是使奥氏体分解在适中的温度下进行,并且使分解转变的时间较长,以便得到适中的铁素体晶粒和少量的珠光体,提高冷镦钢的强度,并使塑性指标不致下降,获得较好的综合力学性能。 通过实施低温轧制(出钢温度930~950℃)、合理的吐丝温度(820~840℃,过低容易使轧件形成较大温度梯度,过高容易使晶粒异常长大)、较适中的冷却速度(斯太尔摩冷却丝入口辊道段速度13~15m/min)及集卷温度,使最终产品性能达到要求,符合铁碳基本组织成分与力学性能关系。