x射线衍射法研究帘线钢盘条的织构

x射线衍射法研究帘线钢盘条的织构

丝绸是硬线钢的奇葩，其技术环节对技术要求都很严格。为了降低车轮的成本，降低车轮上的钢线钢丝绳的用量，降低燃料成本。为了降低车轮的重量，所有制造商都有要求将钢丝绳以更详细地拉在钢圈子的内部。这就要求有很多因素可以拉得很好。影响长凳的性能有很多。钢环公司的制造性能、不同因素的分析、铸造表面的内部质量和炎热带的表面质量对带的拉张性能有重要影响。研究表明，冷拉珠光体钢丝绳的性能与环境质量的变形密切相关。他得出结论，冷拉珠光体钢丝绳的性能与杆的塑料变形过程中的微组织和晶体取向密切相关。montesin等人发现，在保证芦苇线提升过程中，织物结构发生了变化，这影响了钢窗帘的提升性能。作为钢窗帘的母套，《钢网》中没有关于织物结构与拉张性能关系的详细报告，但也没有关于织物结构性能和改进方法的详细报告。在这项工作中，我们比较了国内外一些钢线厂的织物结构，讨论了磁盘的织物结构与拉张性能之间的关系，并研究了缓冲工艺参数对框架中织物结构的影响。1材料的织构化实验所用材料为ϕ5.5mm帘线钢盘条.将盘条试样沿纵向中心位置切开做成薄片,三片并排加工为宽14mm、长24mm的检测用试样.用砂纸打磨至1000目,使用德国SIEMENS公司生产的D5000型X射线织构分析仪测试极图,分析仪采用Mo靶辐射,加速电压为45kV,电流为30mA.获得的{110}、{200}和{211}极图数据,采用Bunge级数展开法计算取向密度分布函数,并用恒φ2=45°截面取向密度分布函数(ODF)图以及α、γ取向线上取向密度变化图表示织构.2结果2.1钢伞线盘条试样的odf分析分别对国内Q钢厂、国内S钢厂、德国萨尔钢厂及日本神户钢厂生产的72A帘线钢ϕ5.5mm盘条试样的织构作对比,盘条化学成分如表1所示.可以看出除了国内S钢厂及德国萨尔钢厂的盘条P含量相对偏高外,其他主要化学成分相近.日本神户钢厂盘条为连铸大方坯经开坯后两火成材,其余三家钢厂盘条均为小方坯一火成材.国内Q钢厂、国内S钢厂、德国萨尔钢厂和日本神户钢厂四家钢厂生产的钢帘线盘条试样的ODF图如图1所示.可以看出,四家钢厂盘条试样沿轴向都生成了明显的{111}织构.其中国内Q钢厂的盘条试样沿φ1方向呈均匀的管状分布{111}织构,{111}织构强度达到了6,其在轴向面上的占有率为12.95%.国内S钢厂也有较强的{111}织构,轴向面上的占有率为9.82%.德国萨尔钢厂盘条{111}织构强度为5级,轴向面上的占有率为10.23%.相对于其他三家钢厂盘条,日本神户钢厂盘条{111}织构最弱,强度仅为3,轴向面上的占有率为7.07%.由图2可知:国内Q钢厂盘条的{111}取向因子μ的值为4.0;国内S钢厂和德国萨尔钢厂盘条{111}取向因子μ的值相同,均为3.0;而日本神户钢厂盘条{111}取向因子μ值仅为2.0.综合来看,国内Q钢厂盘条轴向面的{111}织构强度最大,国内S钢厂和德国萨尔钢厂盘条稍弱,日本神户钢厂盘条的{111}织构最弱.2.2盘条织构的变化轧制工艺参数对盘条织构的生成有直接的影响.为研究轧制工艺与帘线钢盘条织构的关系,在青岛钢铁公司帘线钢生产现场,在不改变其他工艺参数的条件下,通过改变加热炉加热时间、加热炉加热温度及轧后吐丝温度,研究了盘条织构的变化规律.2.2.1加热时间对盘条拉伸的影响对青岛钢铁公司的72A帘线钢做了改变加热炉加热时间的实验.图3是在加热温度同为1050℃下,铸坯在加热炉内加热时间分别为90min和110min所轧制盘条的轴向ODF图.可以看出,延长铸坯在加热炉内的加热时间,帘线钢盘条的织构发生了一定的变化,{111}织构强度明显变弱,由5.3降至4.0.表2为不同加热时间的72A帘线钢盘条拉伸实验数据.可以看出,加热炉加热时间由90min延长至110min,盘条的抗拉强度略有增加,面缩率由39%提高至43%.2.2.2加热温度对盘条织构的影响对青岛钢铁公司的82A帘线钢做了改变加热炉加热温度的实验,加热炉加热温度分别设定为1075、1108、1185℃,保温时间设为100min.从图4可以看出,提高加热炉加热温度,盘条的织构发生明显变化.加热温度为1075℃时的盘条{111}织构强度为6.3,加热温度为1108℃、1185℃的盘条{111}织构强度分别为5.5和3.4,说明随着加热温度的升高,盘条的{111}织构强度呈下降趋势.表3为不同加热温度的82A帘线钢盘条拉伸实验数据.可以看出,随加热炉加热温度的升高,盘条的抗拉强度有一定提高,面缩率变化没有明显规律.2.2.3盘条织构强度在其他工艺条件相同的情况下,吐丝温度对盘条生成的织构有明显的影响,如图5所示.吐丝温度为860℃时,{111}织构强度为5.3;当吐丝温度提高到920℃时,盘条的{111}织构强度明显降低,强度只有3.0.在扫描电镜下观察发现(图6):吐丝温度为860℃的盘条珠光体球团内珠光体的排列比较整齐,方向基本一致;而吐丝温度为920℃的盘条大部分珠光体球团内珠光体的方向相对更加凌乱,同时片层间距变的更加细小.3盘条织构的影响盘条的拉拔是一个金属晶体相对滑移的过程,晶体的滑移优先发生在原子密度最大的晶面上.在720℃以下,72A盘条为体心立方晶体结构,对于体心立方晶体,通常的滑移面是{110},它是原子密排度最高的晶面,其次是{112}和{123}.由于{111}面原子密度很小,因此很难发生滑移.另外,越接近{111}织构,取向因子μ值越小.由临界分切应力公式σ=τ/μ可知,取向因子μ与拉拔过程中施加在试样横截面上的正应力σ成反比,因此轴向面上的{111}织构为硬取向.在盘条拉拔成钢帘线的过程中,如果盘条轴向面{111}织构所占比率增加,晶体滑移所需要的切应力相应增大,这会形成一种拉拔抗力,影响盘条的拉拔.如果盘条轴向面{111}面织构所占比率达到一定临界值,盘条拉伸所需的临界分切应力大于盘条的抗拉强度,则会造成断丝现象;因此盘条轴向面{111}面织构所占比率越大,造成拉拔断丝的机率也会越高.分析各钢厂盘条的生产工艺,日本神户钢厂盘条为大方坯开坯,两火成材,从大方坯到轧制为ϕ5.5mm盘条,有很大的变形量;而国内Q钢厂和S钢厂盘条均为小方坯一火成材,变形量相对较小.变形量的不同是造成盘条织构差异的重要原因之一.随着变形量的增大,各滑移面会产生交叉滑移.由于金属整体变形的连续性,相邻晶粒间产生了相互牵制又彼此促进的协同动作,因而出现了力偶,造成晶粒间的相对转动,并促使原来不适合拉拔的{111}晶面开始转动变形,从而在轴向面上转化为对拉拔有利的其他晶面.另外,大方坯开坯后二次加热,打乱了原有的晶粒取向,使各晶粒的取向得以重新排列,从而弱化了{111}织构.在加热炉加热过程中,铸坯组织发生奥氏体化,奥氏体晶粒不断长大,并且长大速度随着加热温度的提高而快速增加.在一定温度下随着加热时间的延长,相邻的晶粒间相互吞噬,使晶粒变得更加粗大.在随后的轧制过程中,由于奥氏体晶粒粗大,动态再结晶发生滞后并且过程延长,{111}织构组分发展也受到抑制,因此晶粒粗大的铸坯组织不利于γ纤维织构的发展.由于铸坯奥氏体原始晶粒尺寸对盘条晶粒尺寸的影响随变形量的加大而逐渐减小,小方坯经高速线材轧机热轧成ϕ5.5mm盘条的变形量很大,热轧后粗大的铸坯晶粒对盘条的晶粒尺寸影响很小,因此经过合理的轧制及冷却制度,可以得到晶粒尺寸很小的盘条组织.经检测,不同加热温度和保温时间所生产的盘条晶粒度均符合钢帘线盘条晶粒度标准,为8~10级,没有发现明显变化.拉伸实验数据表明,提高加热炉加热温度和延长加热炉加热时间,盘条的抗拉强度略有提高,对面缩率没有明显影响.由于帘线钢接近于共析钢,因此在盘条吐丝冷却过程中生成珠光体组织.当吐丝温度提高,盘条在冷却过程中的冷却速度更大,过冷度增大,珠光体片层间距变的更加细小;同时由于奥氏体晶界上的珠光体形核点增加,珠光体球团内珠光体的方向更加凌乱,盘条组织中各种织构分布得更加均匀,因此提高吐丝温度导致了盘条轴向面上的{111}织构得到弱化.4加热时间对盘条织构的影响(1){111}织构是硬取向,不利于盘条的拉拔.国内钢厂帘线钢盘条的{111}织构强度明显大于国外钢厂,国内Q钢厂盘条的{111}织构强度达到了6,而日本神户钢厂盘条强度仅为3.(2)在1050℃下,加热炉加热时间由90