PC钢棒的生产工艺及其产品性能

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1、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1、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

2、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。2、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CSiMnPSVB10.271.650.830.0280.0280.08020.351.260.810.0160.0300.08130.310.781.420.0250.0210.00940.270.461.290.0120.0080.092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

3、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。3、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℃

4、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

5、火温度下的力学性能钢编号1234880℃бb143014201400б0.21260129012701260δ89.08.58.59.0900℃бb1470154014801460б0.21350142013501360δ88.57.57.58.5920℃бb1520160015501500б0.21440153014701420δ88.07.57.58.0940℃бb1540162015701520б0.21470154015001460δ87.07.57.57.5960℃бb1530162015601530б0.21460153014901460δ86.06.56.06.5

6、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

7、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#钢的硅含量较高，由于硅在钢中以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中，同时硅又能降低碳在铁素体中的扩散速率，使回火析出的碳化物不易集聚，因而增加了钢的回火稳定性。460℃回火时，3#钢的伸长率值有所下降，是否是因为3#钢中锰含量较高，促进了磷在晶界的偏析，而使钢具有了增加脆性的倾向还有待进一步试验证实。3.3、水冷方式和水冷速度的影响本试验采用了两种水冷方式，一种是钢棒穿水冷却，一种是钢棒在环形喷水