HRB400盤螺力學(xué)性能分析研究

王新路

摘 要：本文通過對(duì)高線盤螺大量地進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)摸索，全方位采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)盤螺不同部位、不同力學(xué)性能及之間的關(guān)系、通條性及時(shí)效性等進(jìn)行科學(xué)分析研究，以實(shí)現(xiàn)盤螺生產(chǎn)效益的最大化。

關(guān)鍵詞：盤螺；力學(xué)性能

盤螺是公司的主要產(chǎn)品之一，隨著其產(chǎn)量日趨增加，研究其規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp0.2值與其它性能指標(biāo)之間的科學(xué)關(guān)系，以及如何控制化學(xué)成分及軋鋼工藝，保證規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp0.2值滿足標(biāo)準(zhǔn)要求顯得尤為重要。

本文通過對(duì)高線盤螺大量地進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)摸索，全方位采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)盤螺不同部位、不同力學(xué)性能及之間關(guān)系、通條性及時(shí)效性等進(jìn)行科學(xué)分析研究，以實(shí)現(xiàn)盤螺生產(chǎn)效益的最大化。

1 不同試驗(yàn)機(jī)測(cè)得力學(xué)性能的關(guān)系

同一時(shí)間段、同一圈盤螺分成若干小段分別編號(hào)，分別在同一型號(hào)，不少于三臺(tái)拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。

鋼牌號(hào)及規(guī)格：HRB400 ∮8mm、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T228-2002、試驗(yàn)溫度：22-23℃，對(duì)比試驗(yàn)平均每半月1次。

1）屈服值在405 MPa～425 MPa之間，最大值和最小值相差20 MPa，平均值為416.67MPa；抗拉強(qiáng)度值在615 MPa～625 MPa之間，最大值與最小值相差10MPa，平均值為619.17MPa；伸長(zhǎng)率值在27.5～33.5%之間，平均值為30.5%。

2）試驗(yàn)數(shù)值比較平穩(wěn)，屈服值偏差在20 MPa左右，抗拉強(qiáng)度值在10 MPa左右，影響試驗(yàn)數(shù)值偏差的因素主要是試驗(yàn)機(jī)、試驗(yàn)環(huán)境及試驗(yàn)操作等不可避免因素的存在。

2 不同取樣部位的力學(xué)性能關(guān)系

對(duì)同一卷盤螺頭、中、尾部分別進(jìn)行一定數(shù)量對(duì)比試驗(yàn)，來(lái)檢查盤螺通條性，即整根盤螺不同部位力學(xué)性能穩(wěn)定性。

中頭部試樣是指在盤螺剛出集卷站，C型鉤開口方向頭1圈試樣，中部試樣是指在第20圈左右取樣，尾部試樣是指靠近C型鉤底部頭1圈試樣。這樣取樣和軋制方向相一致，能夠很好反應(yīng)出鋼材在每個(gè)不同軋制時(shí)期物理性能特征。其次，我們?nèi)訒r(shí)剔除了試樣搭接點(diǎn)，因?yàn)樵撎幵嚇訙囟冉档途徛摬牡木ЯＯ鄳?yīng)比較大，物理性能值偏低。

1）無(wú)論是屈服強(qiáng)度還是抗拉強(qiáng)度，頭部取樣其試驗(yàn)結(jié)果與中部取樣其試驗(yàn)結(jié)果基本相同，中部試樣試驗(yàn)結(jié)果略大于頭，但不是太明顯；尾部試樣的屈服值和抗拉值都高于頭部試樣和中部試樣，大約在10MPa左右，主要是由于尾部盤螺的冷卻速度快于頭部和中部盤螺，和生產(chǎn)工藝基本吻合。

2）頭部取樣基本能夠反應(yīng)鋼材的物理性能，鋼材的通條性比較好。

3 屈服強(qiáng)度與規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度關(guān)系

加倍取樣在同一臺(tái)電液伺服試驗(yàn)機(jī)上對(duì)其進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，積累大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，來(lái)摸索盤螺的屈服強(qiáng)度（Rel）、規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度（Rp0.2）、抗拉強(qiáng)度（Rm）、斷后伸長(zhǎng)率（A）等性能指標(biāo)之間關(guān)系。

以下是對(duì)HRB400規(guī)格為∮8mm的試樣連續(xù)跟蹤一個(gè)月試驗(yàn)數(shù)據(jù)，該對(duì)比試驗(yàn)采取隨機(jī)抽檢方法，即每天上、下午各隨機(jī)抽檢2批試樣。

1）屈服強(qiáng)度在400MPa～475 MPa之間，波動(dòng)量為75 MPa，平均值為431 MPa；規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度在350 MPa～415 MPa之間，波動(dòng)量為65 MPa，平均值為381 MPa；抗拉強(qiáng)度在575 MPa～645 MPa之間，波動(dòng)量為70 MPa，平均值為610 MPa；屈服強(qiáng)度受不確定因素影響比較多如材料的成分、組織、狀態(tài)、溫度和加載速度等，其對(duì)這些因素的影響十分敏感，而規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度RP0.2更加敏感，它不僅受上訴因素影響，而且還受試樣拉伸曲線圖的準(zhǔn)確性及兩點(diǎn)法中P1和P2選擇等因素的影響。規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp0.2（MPa）值波動(dòng)性比較大，它的變化范圍在350 ～415 MPa之間，說(shuō)明它對(duì)不確定因素的反應(yīng)比較敏感，需要我們大量采集數(shù)據(jù)，摸索它的變化規(guī)律。

2）抗拉強(qiáng)度值高，所對(duì)應(yīng)的屈服強(qiáng)度值和規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度值也基本偏高，但比較穩(wěn)定，主要和鋼材的彈性模量E有關(guān)。抗拉強(qiáng)度可以作為比較試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與否的主要數(shù)據(jù)。

3）屈服強(qiáng)度與規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度的波動(dòng)量相差不多，約為50MPa，且兩者的變化趨勢(shì)基本相同。

4 宣鋼與國(guó)家實(shí)驗(yàn)室對(duì)比

為了驗(yàn)證規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp0.2及抗拉強(qiáng)度等性能指標(biāo)試驗(yàn)數(shù)值的穩(wěn)定性，我們把一根盤螺截成6節(jié)，分別進(jìn)行了編號(hào)，宣鋼試驗(yàn)室和兩個(gè)國(guó)家試驗(yàn)室分別做兩根試樣，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果如下表1。

其三家試驗(yàn)結(jié)果基本相近，說(shuō)明我公司試驗(yàn)人員的操作手法及試驗(yàn)機(jī)的穩(wěn)定性等不穩(wěn)定因素影響比較小。

5 總結(jié)

1）鋼材性能主要取決于鋼材的組織結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分，因此通過煉鋼穩(wěn)定鋼的成分，降低成分偏析，以及控制軋制生產(chǎn)工藝過程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼材組織狀態(tài)的控制，獲得穩(wěn)定的力學(xué)性能。

2）鋼筋時(shí)效前與時(shí)效后的力學(xué)性能指標(biāo)會(huì)發(fā)生一定變化，應(yīng)該考慮鋼材出廠的時(shí)效性，降低公司與用戶檢驗(yàn)差異。提高公司產(chǎn)品出廠的力學(xué)性能指標(biāo)。

3）規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp0.2（MPa）值不穩(wěn)定性比較強(qiáng)，說(shuō)明它對(duì)不確定因素比較敏感，需要我們大量的采集數(shù)據(jù)，摸索它的規(guī)律。