微氮合金HRB400热轧带肋钢筋屈服强度不合格原因分析与生产改进

【摘 要】 本文对微氮合金生产的HRB400热轧带肋钢筋屈服强度不合格样品进行分析，通过对比样品成分与气体分析，结合金相组织以及析出相扫描电镜分析，找出了屈服强度不合格主要影响因素是钢材中全氧含量高造成析出相围绕夹杂物长大，微氮合金未发挥作用造成，并对生产提出改进建议。

【关键词】 金相组织 全氧含量 析出相 生产改进

1 前言

2012年6月份，在莱钢炼钢老区1#转炉、3#连铸机与棒材厂第二轧钢车间生产的Φ22mm规格HRB400热轧带肋钢筋，出现3炉产品屈服强度不合格。通过生产工艺调查，不合格样品综合分析，找出了屈服强度不合格的原因，从原理上进行了验证，并结合炼钢、连铸以及轧钢工艺实际情况对生产工艺提出改进。

2 生产基本情况

2.1 不合格样品检验情况

连续生产的4炉Φ22mm规格HRB400热轧带肋钢筋，其中Y111-9629合格，Y111-9631～Y111-9633炉次共3炉连续不合格，具体的检验数据如表1。

通过测量米重，波动范围2.87～2.91kg/m，平均米重2.89kg/m，负差律在-3.6～-2.3%，满足国家标准米重控制要求±4%。

2.3 轧制工艺情况

连铸钢坯在棒材厂第二轧钢车间轧制，轧制的实际温度控制工艺参数如表2。

3 不合格样品、合格样品以及其他生产厂钢筋综合分析

微氮合金在其他钢铁企业也有使用，采用相同的轧制空冷工艺，某钢厂使用微氮合金生产的HRB400钢筋性能较在莱钢使用微氮合金生产钢筋性能要高出45-50Mpa。

3.1 金相组织检测

利用LEICA DMI5000M光学显微镜和Mias2000金相图像分析仪分析了各炉次的金相组织，考察钢筋的显微组织，结果列于表3中。

使用微氮合金生产的钢筋显微组织如图1-4。

显微组织中珠光体的百分含量增加，强化效果增强。Y111-9629炉钢筋组织中珠光体较高，且晶粒度为8.0级，宏观力学性能数据合格；而1-9631、Y111-9632、Y111-9633炉钢筋组织中珠光体比例较低，且晶粒度仅为7.5级，组织偏粗，宏观力学性能数偏低。

3.2 析出相扫描电镜分析

对于使用微氮合金生产的钢筋来说，析出相的析出数量、尺寸、化学组成及析出位置等因素决定着微合金化元素的析出强化效果，从而对钢性能产生重要影响。

4 分析结论

在莱钢使用微氮合金生产的HRB400钢筋中，总氧含量高出其他同类钢厂40-50PPm，钢筋中碳氮化物析出相为富氧析出物，且析出物颗粒大小和分布都不均匀，大颗粒超过200um，大多呈碳氮化物包裹氧化物形态，削弱了微氮合金对钢筋的强化效果。其钢筋强度降低了40-50MPa。全氧含量过高造成夹杂物过大是本次微氮合金生产HRB400屈服强度不合格的主要原因。