1、16.5mm 45 钢的质量调查与分析刘建萍 曾上林 （江西萍钢实业股份有限公司）摘 要：本文针对 6.5mm 45 钢盘条在市场中的使用情况做了质量调查与分析，并提出了一些质量改进的措施。关键词：6.5mm 45 钢 质量 调查1 前言45 钢属于优质中碳结构钢，是机械行业的主要原材料，用途广泛，可用于轴件、机壳箱体、制丝、制钉；做钢绳、缆线；雨伞中的骨架等，市场需求量大。萍钢 2008 年 4 月份开始试生产 45 钢，此后迅速形成一定规模的批量生产。由于不同规格 45 钢的用途不一样，母材加工方法也截然不同，通过对销售市场的走访调研发现：萍钢公司 45 钢的质量问题多出现在 6.5mm
2、规格上，6.5mm 45 钢盘条是一种硬线“拉丝用材” ，需要进行深拉拔加工。而 8.0mm以上规格的 45 钢一般用来做轴件、结构件和标准件等产品，基本上不需深加工，所以售后质量一直比较稳定，能够满足顾客的需求。本文针对 6.5mm 45 钢盘条在市场中的使用情况做了质量调查与分析，并提出了一些质量改进的措施。2 6.5mm 45 钢加工工艺以制作自行车辐条的加工为例，6.5mm 45 钢盘条的应用情况如下：2.1 加工一般质量的产品不退火（水箱拉拔）6.5mm 45 钢母材酸洗（去氧化皮）清水冲洗浸石灰水（中和）浸液涂膜（磷化）原料风干进水箱拉拔（肥皂水润滑，约 11 道模具）0.92.5
3、 mm 成品钢丝滚筒旋转收集（每卷 300500kg）人工涂油（防锈处理）成品包装、发货给自行车辐条厂。此种加工的产品组织质量较差，成本较低，对母材要求高。2.2 加工较高质量的产品才退火（干式拉拔）6.5mm 45 钢母材酸洗（去氧化皮）清水冲洗浸石灰水（中和）浸液涂膜（磷化）原料风干滚筒旋转拉拔（拉丝粉润滑，三道次）4.9mm半成品钢丝圆筒旋转收集退火热处理（分煤气退火和电炉退火以及在线马弗炉连续退火）约 8 道次精拉拔0.92.5 mm 成品钢丝圆筒旋转收集人工涂油（防锈处理）成品包装、发货给自行车辐条厂。此种加工的产品组织质量较好，成本较高，对母材要求较低。当材料不好和非在线热处理时2
4、的工序：（退火热处理）酸洗（去氧化皮）清水冲洗浸石灰水（中和）浸液涂膜（磷化）拉拔。3 6.5mm 45 钢加工特点3.1 6.5mm 45 钢盘条要求有良好的深拉拔性能和适当的强度指标。加工厂一般先采取低成本的水箱拉拔方式进行加工，若能直接拉到 2.0mm 左右，就说明母材质量优良，若期间断裂频繁则说明质量较差，加工厂时常会对母材提出质量异议。虽说母材不能一步拉到 2.0mm，但仍能用分段拉拔工艺进行加工，也就是先从 6.5mm 拉到 4.9mm 半成品，然后退一次火再拉到 2.0mm左右的成品尺寸。3.2 6.5mm 45 钢盘条拉拔时的中间产品尺寸分别有：5.8mm、5.2mm、4.9m
5、m、4.5mm、4.0mm、3.6mm、3.3mm、3.0mm、2.7mm、2.5mm、2.3mm、2.1mm、1.9mm、1.7mm、1.5mm、1.2mm、1.0mm、0.9mm.其中，不同尺寸有不同的用途，一般4.2mm3.0mm 可以做水泥钢钉；2.3mm1.9mm 可以做自行车辐条等；1.7mm1.5mm 可以做伞架骨等；1.2mm0.9mm 可以做钢丝绳等。 3.3 拉丝厂生产控制方面：一般拉拔道次越多，拉拔成本越高，拉拔质量越好；一般拉拔速度越快，拉拔质量越差，拉拔产量越高；拉拔模具坚持生产的产量越高，模具润滑剂质量越差，拉拔成本越低。许多拉丝厂通过控制成本和提高产量来增加效益，
6、这对母材质量提出了更高的要求。3.4 据杭州市场调查， 45 钢市场主要是加工 6.5mm 规格，拥有德清西文、德清金升、德清汇鑫、萧山全达等金属制品厂（拉丝厂） ，加工规模 500吨5000 吨/月不等，用工一般不多于 100 人，生产管理基本上是一人兼多职，专业性较差，工人缺少工艺技术操作规程和可追溯性的生产记录，操作上全凭个人素质和经验，产品堆放与标识管理也较差，没有一家通过 ISO9001 质量管理体系认证。4 质量信息的收集在产品使用质量调查的过程中，收集了一些有益的质量信息，归纳如下：4.1 母材标识要使用铁质等耐酸洗腐蚀的标牌，盘条要标识出头尾。由于拉丝用材经酸洗后拉拔，若使用铝
7、质标牌会溶入酸洗槽中，对之后的产品可追溯性不利；标识盘条头尾可以提高产品质量可追溯性。4.2 品种钢产品在使用前大多需要时效一段时间，以便消除热轧后的组织应力3和温度应力从而提高产品加工性能，在产品的标牌和质量证明书中需要注明，外厂基本上都明确注明了时效要求。4.3 45 钢产品的质量证明书内容需完善，拉伸试验是用两个性能指标结果，金相组织要求没有马氏体和屈氏体等淬火组织，需要注明保证。4.4 45 钢的外形质量和表面质量对拉拔性能很关键，不能有多头、乱线、弯曲、刮伤、裂纹、折叠、结疤等质量缺陷。4.5 45 钢盘条的抗拉强度不一定要控制在 730Mpa 以上，杭钢的 45 钢就有700Mpa
8、 以下强度的；尤其是 6.5mm 45 钢需要优良的拉拔性能，首先是确保产品具有良好的拉拔性能，其次是适当的抗拉强度指标。4.6 客户反馈，萍钢 6.5mm 45 钢表面灰青色的产品质量优于棕红色的。5 市场取样分析产品使用质量调查的过程中，从加工厂的仓库中抽取了若干萍钢、沙钢和酒钢的 6.5mm 45 钢盘条样品，以便内部检验分析对比。以下是检验情况：5.1 金相组织方面沙钢 6.5mm 45 钢盘条金相结果中心 边缘 裂纹显微组织 晶粒度（级）淬火(mm) 回火(mm) 脱碳(mm)数量（条） 最深（mm）F+P 6.5 0 0 0 0 0图 1 中心组织 500 图 2 边缘组织 200
9、说明：铁素体呈网状，珠光体较大 说明：与中心组织基本相似，4（约 6.5 级，最大约 6 级） 。 只是晶粒更细一些。 酒钢 6.5mm 45 钢盘条金相结果中心 边缘 裂纹显微组织 晶粒度（级）淬火(mm) 回火(mm) 脱碳(mm) 数量（条）最深（mm）F+P 7 0 0 轻微 0 0图 1 中心组织 500 图 2 边缘组织 200说明：铁素体呈不均匀网状， 说明：与中心组织基本相似，只珠光体较大（约 7 级） 。 是晶粒更细一些，有轻微的脱碳。萍钢 40906165 6.5mm 45 钢盘条金相结果中心 边缘 裂纹显微组织晶粒度（级）淬火(mm) 回火(mm) 脱碳(mm)数量（条）
10、 最深（mm）F+P 5.5 0 0 0 0 05图 1 中心组织 500 图 2 边缘组织 200说明：只有少量铁素体生成并呈网状， 说明：与中心组织基本相似，珠光体很大（约 5.5 级） ， 只是晶粒更细一些。是过热快冷的伪共析组织。萍钢 40906166 中 6.5mm 45 钢盘条金相结果中心 边缘 裂纹显微组织 晶粒度（级）淬火(mm) 回火(mm) 脱碳(mm) 数量（条）最深（mm）F+P 7.5 0 0 轻微 0 0图 1 中心组织 500 图 2 边缘组织 200组织说明：铁素体基本呈网状， 说明：与中心组织基本似，珠光体较大（约 7.5 级，最大约 7 级） 。 只是晶粒更
11、细一些，有轻微的脱碳。5.2 气体分析方面6编号 O(ppm) N（ppm）酒钢 46.5 35.2沙钢 17.6 53.9萍钢 40906165 15.9 89.4萍钢 40906166 中部 21.9 137萍钢 40906166 20.4 1156 初步分析结论6.1 从金相对比分析来看，萍钢的组织主要由铁素体和珠光体构成，此次母材抽样没有发现产品中存在淬火组织（马氏体和屈氏体） 。6.2 萍钢 6165 批号母材组织中出现较为粗大的珠光体（5.5 级） ，铁素体量较少，是一种过热快冷的伪共析组织；萍钢 6166 中母材的组织较为正常，和沙钢、酒钢的组织基本相同，晶粒稍细。3）从气体分析
12、结果来看，萍钢产品的全氧含量较低，接近沙钢的水平，优于酒钢；【O】在 20ppm 左右；【N】在 110ppm 左右，较外厂高。结论：萍钢的产品组织基本合格，能够达到外厂产品水平，不过也存在工艺控制不严引起的组织不够均匀现象；萍钢产品的全氧含量达到先进水平，全氮含量较高，其影响待研究与论证。7 质量改进的措施1、强化品种钢的组织分析与管理，保证产品组织的合理性与稳定性。由定性分析到定量规定来确保产品组织正常，通过确定组织到确定和优化炼钢和轧钢的生产工艺及设备应用。2、继续分析影响 6.5mm 45 钢等中、高碳钢拉拔性能的组织缺陷。例如：通过实践论证，终于发现贝氏体组织是造成低碳钢系列产品拉拔
13、断裂的重要原因，它是由于 C 偏析和控轧控冷不当造成的。3、检测等部门和单位完善质量管理的有关细节，提高产品使用质量。例如：协调检测中心完善标牌和质保书等产品检测的细节内容。4、狠抓轧钢生产工艺纪律，同时做好工艺优化调整的试验分析工作。为了持续提高 6.5mm 45 钢的质量水平，此前采取了 LF 炉精炼和适当提高吐丝温度消除产品淬火组织的改进措施；其后，建议采取“降低轧制温度、降低风冷速度、降低 C、N 含量”的小量试验，并取样分析组织变化情况，同时7关注市场使用的反馈情况。5、加强轧钢工艺质量考核。对轧钢生产 6.5mm 45 钢盘条违反工艺技术要求的现象进行考核，对生产中出现的多头、乱线、弯曲、折叠、结疤（轧制原因）的降级品和不合格品以及市场反馈的该方面的质量异议进行严格考核。
