PC钢棒的生产工艺及其产品性能精选.doc

PC钢棒的生产工艺及其产品性能 范玫光 孙本荣 ( 轧钢工程事业部 ) 摘 要：PC钢棒是高档次预应力钢材的新品种，本文介绍了该产品性能特点及发展趋势，针对产品的原料、生产、热处理工艺、标准及其发展提出了观点。 关键词：PC钢棒 新品种 发展 前言 从1994年在广东国产PC钢棒生产线的顺利投产到我国YB/T111-1997预应力混凝土用钢棒标准的发布，我国管桩用PC钢棒的生产得到了很大的发展，尤其是近几年来在原料盘条的选择、生产工艺的优化、产品性能的稳定方面积累了不少的经验。 本文从调整PC钢棒生产工艺入手，总结出原料盘条的化学成分，钢棒的淬火温度、回火温度，冷却方式，水冷方式和张拉力对其性能的影响，并且获得了良好的效果。为我公司建设更加完善的PC钢棒生产设备建立了坚实的基础。 试验用钢和试验方法 试验用钢的化学成分如表1，盘条为国产高速线材轧机生产的无扭热轧盘条。 表1 试验用钢的化学成分 钢编号 C Si Mn P S V B 1 0.27 1.65 0.83 0.028 0.028 0.080 2 0.35 1.26 0.81 0.016 0.030 0.081 3 0.31 0.78 1.42 0.025 0.021 0.009 4 0.27 0.46 1.29 0.012 0.008 0.092 试验在由我公司转让的国内某厂PC钢棒生产线上进行，高线盘条经机械除锈后,经螺旋模变形20%形成螺旋槽，然后进入热处理生产线，进行矫直、中频与超音频感应加热、水冷淬火、中频感应加热、水冷、剪断和松卷收线。 试样在每盘产品的头、尾部取样，进行了拉伸试验 金相检验和松弛试验。 试验结果与分析 3.1、淬火加热温度对力学性能的影响 试验用钢属于低中碳硅锰低合金钢，从稳态热处理的角度来看，使钢棒实现奥氏体化的加热温度应该为840～860℃，然而本生产线采用感应加热方式，其特点是加热速度快，加热时间短，钢棒表面透热深度小，所以要求其加热温度应比稳态热处理时的淬火加热温度要高。本试验选择的温度范围为880～960℃，试验结果见表2。 从表2可以看出，随着淬火温度的提高，钢棒的抗拉强度和屈服强度都有所提高，当淬火温度从880℃提高到960℃时，各试验用钢的屈服强度增幅大于抗拉强度的增幅。而伸长率随着淬火温度的提高都有所下降。这一结果反映出了钢中添加了微量的合金元素V会随着淬火加热温度的提高，使其固溶到奥氏体中的量有所增加，在随后的冷却相变过程中会以弥散的V（C、N）形式折出，起到弥散强化的作用，4#钢虽然没有微量的V加入，但是添加了微量的B，B同样也起到了强化钢棒的作用。 淬火温度的高低直接影响到钢的奥氏体化程度，当淬火温度较低时，如本试验中的880℃淬火，由于淬火加热温度偏低，钢中的铁素体和珠光体不可能及时地全部转变成奥氏体，水冷后不可能得到单一的马氏体组织，所以钢棒的抗拉强度和屈服强度都低于产品标准的 表2 不同淬火温度下的力学性能 钢编号 1 2 3 4 880℃ бb 1430 1420 1400 б0.2 1260 1290 1270 1260 δ8 9.0 8.5 8.5 9.0 900℃ бb 1470 1540 1480 1460 б0.2 1350 1420 1350 1360 δ8 8.5 7.5 7.5 8.5 920℃ бb 1520 1600 1550 1500 б0.2 1440 1530 1470 1420 δ8 8.0 7.5 7.5 8.0 940℃ бb 1540 1620 1570 1520 б0.2 1470 1540 1500 1460 δ8 7.0 7.5 7.5 7.5 960℃ бb 1530 1620 1560 1530 б0.2 1460 1530 1490 1460 δ8 6.0 6.5 6.0 6.5 注：回火温度为420℃ 要求。当淬火加热温度较高时，如本试验中的960℃，虽然钢中的铁素体和珠光体可以全部奥氏体化，但会使奥氏体晶粒长成粗大，淬火后转变成的马氏体组织也会变得粗大，对钢棒的伸长率有不利的影响，而对强度几乎没有什么贡献。 3.2、回火温度对力学性能的影响 在生产线运行速度一定的条件下，回火加热时间已经确定，因此回火加热温度是影响钢棒性能的又一个重要工艺参数，本试验选择的回火温度变化范围为360～460℃，试验结果见表3。 从表3中可以看出，随着回火温度的升高，钢的抗拉强度和屈服强度都有不同程度的下降，当回火温度从360℃升高到460℃时，各试验用钢的屈服强度降幅大于抗拉强度的降幅，伸长率都有一定程度的提高，没有发现通常所说的低温回火脆性现象发生。这是因为1#、2#和3#钢