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20MnSi钢螺纹钢筋裂纹产生原因研究可编辑
20MnSi钢螺纹钢筋裂纹产生原因研究
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第16卷第期包头钢铁学院学报Vo].16No.1
1997年3目JournalofRaotouUniversityofIronandSteelTechnologyMar.1997
‘
4烈
20MnSi钢螺纹钢筋裂纹产生FN,因研究
米国瑞挛空堂,。
●
包头钢…铁设计研究院,包头014010…包头…钢铁学…院材料…科学一与工程系.、‘1
●
摘要研究了2OMnSi蠕坟钢帛弯裂毁趾朗金相组织、夹杂物械性能及tk,学成疗。
结果表
明,魏氏组织丑夹杂物懦多是造成20MnSi钢螺纹钢筋帛穹裂纹的主要原固,提出了预防措施.为
实际生产提隹了磕据。
关键词嫦毁钢。
显微组织.裂纹
前言
螺纹钢筋是建筑上重要的金属材料.钢筋质量好坏,直接影响建筑物的质量.影响人民的生命
安全为了检验建筑结构钢的塑性,要进行冷:
试验但一部分钢筋在进行冷弯试验时出现了裂纹。
本文从物理、化学和机械性能等几方面进行了舒析,找出了裂纹产生的原因,提出了防止的办法。
1试验材料及检验结果
取某厂生产的规格为~25mm的2E3N.I1t螺技钢的『《c进检验
1.1宏观检验
观察不同炉号的20MnSi钢冷弯后自0
试样,发现有横裂现象。
同一试洋多处产
裂纹,在裂纹的附近没发现有深刀痕或
伤情况,钢筋的筋谷上也没有发现有裂Z
源。
如图1所示。
12机械性能测定
取不同炉号的20MnSi钢,进行机械
性能测定,并与标准中要求的性能比较.结
圉12"1r螺纹钢冷弯裂纹
果如表1所示。
可看出,强度、较高,
Fig.1"lhecrackoncold―bendribbedsteelofZOMnSi
延伸率8较低。
1997一o1―08嘘到
第一作者:
男,42岁.工程师
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米国瑞等:
20Msi钢螺纹钢筋裂纹产生原困研究43
1.3成分分析
将试验钢进行化学成分分析,其结果如表2所示。
发现Si的含量超过YB6--71,C和Mn
的含量也在该标准范围的上限。
衰120MnSi钢的机械性能衰220MnSi试验钢的化学成分wt
Table1Themechanicalpropertiesof20MnSisteelTable2Thechemicalcompositionoftestingsteel
●
注:
△标准中要求的机械性能。
1.4金相组织观察
在冷弯裂纹的试样上截取金相试样.进行高、低倍显微组织观察,发现有魏氏组织,铁紊体
以针状形态由晶界伸向晶内,如图2所示。
20MnSi钢筋正常组织应为等轴状铁紊体加珠光体。
经测定,试验钢材的实际晶粒度为4~5级.魏氏组织为3级。
在低倍组织观察中.发现有较多的夹杂物,经检验,这些夹杂物为硫化物和硅酸盐,如图3
所示。
按YB25―77评定.这些夹杂物超过标准。
围220MnSi螺纹钢组织×100围320MnSi螺纹钢夹杂物×100
Fig.2ThemicrostructureOilribbedFI叠.3TheInclusionsoDribbed
steeIof2OMiisj×1O0steeIof2OMnSI×100
2横裂原因分析
钢材组织不均匀、魏氏组织、钢材的冶金缺陷以及钢材的表面缺陷都易引起结构钢冷弯裂
纹。
本文所述钢材在裂纹附近未发现有表面缺陷+所以开裂不是表面缺陷导致应力集中造成的。
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第l6卷第1期
包头锕钦学院学报1997年3月
钢材出现魏氏组织,并伴随晶粒粗大,使钢
材的塑韧性显著下降,是造成废品的主要原因。
奥氏体晶粒度、钢的含碳量和冷却速度对魏氏
组织形成有很大影响。
低、中碳钢中,奥氏体的
晶粒粗大,在较低的冷速下就可形成魏氏组织,
:
如图4所示。
釜●
图4中,G为网状铁素体,为魏氏组织铁
馨
素体,为等轴状铁素体,P为珠光体,B为贝童●'
氏体。
从图4可见,当奥氏体晶粒度适中时,只●
有当碳含量在狭窄的范围内,并当冷却速度相
当快时约大于140C/s,才会形成魏氏组织;
而当奥氏体晶粒粗大时,碳含量在较宽的范围
内,并当冷却速度较低时,就可形成魏氏组织。
所以,控制终轧温度,不使奥氏体晶粒粗大,则C‘'
可避免轧后空冷时产生魏氏组织。
田4亚共斩橱中先共斩赣蠢停,扈
另外,在钢材冶炼过程中,产生较多的非金与垮却毫魔和鼍耆■的关
属夹杂物,不仅削弱了基体的连续性,而且易造IFI窖-4Illfluem~04'eoolltqlr_te¨d~llrbOlm
成冷弯时应力集中,构成裂纹源,也是造成废品conhntonformstlonrtrrit~of
的重要因素。
此外,化学成份不合格,Sj含量超hyl~CUteCloidIee|
过标准,c和Mn含量偏高,固溶强化作用比较a1200C毫火,2h,■轻曩大
大,使钢材的塑韧性下降,也可造成出现冷弯裂bAC3+10C鼍史.10rain.■轻■小
纹。
3防止冷弯裂纹的措施
1提高钢的冶金质量,使冶金缺陷在规定范围之内
2炼钢时严格控制化学成分,使C、Si、Mn的含量符合标准。
3控制好终轧温度,防止出现魏氏组织。
4结论
1~25mm的20MnSi螺纹钢筋产生冷弯裂纹的原因是冶金质量较低、出现魏氏组织使
钢的塑韧性降低所致。
2提高钢材的冶金质量,控制成分、终轧温度,避免出现魏氏组织,使钢材既具有较高的
强度又具有较好的塑韧性,就可以防止产生冷弯裂纹。
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Vo1.16№.1.一
Mar.1997米国璃等20MnSi铜螺纹铜箭裂纹产生原因研究
参考文献
I刘云旭.金属热处理原理.北京机碱工业出版社,1981.
2胡世炎.破断故障金相分析.北京t国防工业出版社,1986.
3章守华.台金钢.北京冶金工业出版社。
1981.
●
REAS0NSF0RCRACKF0RMAT10N0NRIBBED
STEEL0F2OMnSi
MiGuorniLiWenxue
AbalractThestructure,inclusions,mechanicalpropertiesandcompositionforcrackon
cold―bendribbedsteelsof2OMnSihavebeenstudied.TheresultsshoWthatthemainreason
forcrackoncold―bendribbdesteelof2OMnSiisWidmannstattenstructureandrelatively
highinclusions.Thepreventionmeasuresareputforwardthusprovidingbaseforactualpro-
duction.
KeyrdsribbedsteeI,structure,crack
ReceivedJan.8,l997
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