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前言:前几期我们已经对轮胎和钢帘线做了详细介绍,那么用于生产钢帘线的钢材——帘线钢有什么要求呢? 钢帘线用盘条(帘线钢)是优质硬线钢的精品,是商用钢中强度最高的钢。钢帘线由于其工作条件及安全性能的要求,对其化学成分、夹杂物含量及其形态、金相组织等均有严格要求,对线径0.15mm~0.30mm的轮胎钢丝,1吨钢可拉拔2000 km的长度,且不允许断头2次,生产钢帘线钢最大的问题是深拉或卷曲断裂,主要是由于中心元素偏析和碳化物的沉淀所致。因此,对帘线钢具有下列要求:
钢的化学成分均匀性
帘线钢要求化学成分非常均匀,C、Mn、Si成分波动要小,对S、P及其它微量元素的含量亦有严格的限制;
图1 帘线钢盘条化学成分的规定
图2 帘线钢盘条力学性能的规定
钢的纯净度要求
1)夹杂物含量 帘线钢对纯净度要求很高,不允许有>30μm的夹杂物存在,且要求夹杂物具有可塑性,因Al2O3及铝酸钙类夹杂物无可塑性,亦不允许存在。为了达到上述要求,转炉冶炼应采取相应的吹炼及脱氧制度以及对钢包耐材材质的选择,以控制夹杂物含量,一般夹杂物尺寸应不大于15μm;T[Al]含量不大于0.005%。
图3 帘线钢盘条中非金属夹杂物的规定
图4 帘线钢盘条中允许夹杂物的最大尺寸
2)有害气体含量 帘线钢通常要求钢中的[O]≤30 ppm、[N]≤30 ppm、[H]≤1.8 ppm。为了达到上述气体含量要求,转炉应采取低N2、O2吹炼制度及保护浇铸技术。为了降低钢中[H]含量,应采取VD或RH真空脱气处理。 3)中心偏析 帘线钢对碳的中心偏析亦有严格要求,一般A级帘线钢盘条的中心偏析应不大于3级,B级帘线钢盘条的中心偏析应不大于2级。高碳钢的偏析是造成钢的内部质量和性能不均匀性的主要因素,在拉丝和扭转过程中易引起断裂,因此,在连铸浇铸过程中应采取相应措施进行严格控制,特别是对钢水成分、温度、二冷参数的控制。 4)表面质量及内部缺陷 帘线钢用钢铸坯对表面质量的要求十分严格,铸坯表面不能有针眼、凹坑、结疤、微小夹杂物和裂纹,如有细小裂纹其深度应<0.3mm。铸坯内部不能有缩孔,内部裂纹长度应≤10mm,对正式交付的产品,帘线钢盘条表面不允许有横裂纹、刮伤、结疤、折叠,耳子等对使用有害的缺陷,但深度(或高度)不大于0.10mm的麻点、凹坑、划伤和氧化铁皮压入等轻微的局部缺欠则允许存在。 5)显微组织 帘线钢金相组织应主要是索氏体(细珠光体),网状渗碳体应不大于1级,不应有马氏体等影响使用的有害缺陷。
图5 帘线钢索氏体含量的规定
图6 帘线钢盘条总脱碳层的规定
帘线钢的国家标准
钢帘线用盘条的现行国家标准是GB/T27691-2017。其主要内容包括牌号命名规则,尺寸、外形、重量及允许偏差,化学成分,交货状态、力学性能,索氏体含量,网状组织,中心偏析,非金属夹杂物,脱碳层,晶粒度,表面质量等,并列出了每批盘条的检验项目,取样数量,取样方法和检验方法。
图7 帘线钢盘条的检验要求