回火处理对八钢CRB550冷轧带肋钢筋性能的影响

   摘要：通过对八钢对冷轧带肋钢筋出现的延伸率低和冷弯裂纹问题钢筋的塑韧性，并进行了不同温度的回火试验，找出最佳的回火温度。
   前言
   冷轧带肋钢筋是一种新型高效钢材，是利用冷轧工艺生产的一种三面或两面带有月牙横肋的小直径的钢筋，该钢筋是经冷加工强化，使强度大幅度提高而延伸满足一定的要求。冷轧带肋钢筋已经得到广泛应用，此种钢筋适用于工业和民用房屋、高速公路、飞机跑道、隧洞等。
八钢于1998年开发冷轧带肋钢筋，现已形成一定规模，但在延伸指标和冷弯性能经常出现不合格，通过试验找出最佳的回火温度和保温时间，以期在抗拉强度小幅度降低的前提下，有效提高钢筋的塑性。
   2 试验方案
   GB13788-2002标准见表1，,试验在罩式退火炉中进行。以延伸率指标变化来体现塑性的变化。允许闸后进行低温回火处理。    2.1 试验取样
   在因冷弯裂纹判不合格的0307-4275-13桶中连续取30组为试验样，其中2个为原始样，28个为回火试验样。
   规格为：10mm冷加工形变量g=28%，因在同一桶中取样，可排除成分偏析和夹杂物等对强度和塑性波动的影响。    2.2 回火温度制定
   共设定9个温度段，分别为：200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃。
   2.3 保温时间制定
   200~550℃温度放三组试样，考虑在高温区可能发生完全再结晶使抗拉强度大幅度下降，在600℃放丝足试样，有意识加长保温时间。300℃以下三组试样的保温时间分别是1小时、1.5小时、2小时。350~550℃温度段三组试样的保温时间分别为20分钟、30分钟、40分钟，600℃四组试样的保温时间分别为30分钟、40分钟、50分钟、60分钟，保温结束后进行控冷。试验结果见表3.    3 试验结果分析和讨论
   从表3试验数据可以得出，试验方法中制定的三种保温时间（600℃四组）对强度、延伸率的变化影响不大，说明在各试验设置温度下回复在最短的设定保温时间内就已经停止了，即使加长保温时间回复的温度不断增加，或增加的幅度有限，使强度和塑性不产生大的变化。现将同一回火温度不同的保温时间的数据进行平均后做出回火温度变化与延伸率变化的关系图1以及回火温度变化与抗拉强度变化的关系图2.    3.1 低温加热阶段性能变化特点及原因分析
   高温在350℃以下，强度少量增加塑性变化不大，这是由于在该温度段发生了两种组织，结构变化：一是在试样的表面有明显的蓝色氧化膜说明发生了形变时效，使强度升高，而塑性降低；二是在该温度段发生了低温回复，使因冷变形而产生的大量空位发生扩散、聚集或消失，导致空位密度降低，使强度降低，塑性增加。两种不同作用同时存在，使在该温度区间回火后钢筋材料表现出强度和塑性均略有增加的特性。
   3.2 较高加热温度段性能变化特点及原因分析
   温度在450℃以上，随着温度的提高，延伸率指标明显提高，温度在550℃左右时达到本次试验的峰值，温度在450℃以上，抗拉强度呈下降趋势，并随加热温度的增加，呈明显下降的趋势，在600℃时抗拉强度的下降幅度最大，使钢筋的强度值临近标准要求下限。这是由于在较高的温度下保温，发生了高温回复，使冷加工变形而产生亚晶内部的位错密度降低，亚晶周围的位置发团不断聚集，形成清晰的亚晶组织并由亚晶的长大等结构变化，使强度降低，塑性提高。从分析认为在450℃~600℃，八钢的冷轧螺纹钢性能变化幅度不大，发生再结晶的可能性也不大。
   4 生产实践
   对生产的冷弯不合格的批次，共139桶，规格为7~10mm，在八钢博业制品公司台车式燃煤退火炉中进行回火，采取500~550℃回火温度，回火时为防止钢筋的表面氧化给下工序的焊网价格造成困难，将钢材装入封闭的保护罐，于罐壁的厚度为20mm，钢材以成卷装入炉内，为使钢筋受热均匀，初步制定的保温时间在8小时扣空冷。
   5 结论
   5.1 由于因冷变形而发生的形变时效作用，在350℃以下回火，强度少量增加，而塑性变化不大。
   5.2 450℃以上回火时，随温度的提高，塑性指标明显提高，强度指标呈下降趋势。
   5.3 在恒定的加热温度，回复停止后，加热保温时间对强度、塑性的变化影响不大。
   5.4 八钢冷轧带肋钢筋在500~550℃回火处理，保温12小时候空冷，钢材的塑性明显提高，而强度下降幅度不大。