HRB400热轧带肋钢筋屈服点不明显原因分析

摘要：本文针对HRB400热轧带肋钢筋屈服点不明显的现象，采用化学成分测定、断口形貌观察及显微组织分析等方法，并与力学性能正常的钢筋进行了对比，寻找异常组织对屈服强度的影响。研究表明， 贝氏体的存在是造成HRB400热轧带肋钢筋屈服点异常的主要原因并提出相应改进措施

关键词：热轧带肋钢筋 屈服点不明显

0 前言

HRB400热轧带肋钢筋是一种高强度用钢筋， 是建设部要求推广使用的一种建筑用钢材，被广泛应用于工业建筑、桥梁、水利枢纽工程等。新疆某钢厂生产的HRB400钢筋已有多年历史， 以性质优良、质量稳定而赢得用户的普遍称赞，虽然产品实物质量稳定，但是还存在少许不足之处，出现了极少数批号的热轧带肋钢筋屈服点不明显的现象。因此，寻找HRB400热轧带肋钢筋屈服点不明显的原因，迫在眉睫。为找出原因笔者对该批钢筋进行了理化检验和分析，并与另一批力学性能正常的钢筋进行了对比。

1 理化检验

1.1 化学成分分析

对该批钢筋进行化学成分分析，分析结果（质量分数） 如表1 所示。从表1 可以看出，各元素的含量均在标准控制范围内，符合标准要求。

1.2 力学性能测试对比

该批钢筋（编号为A～E）与另一批合格钢筋（编号为a～e）的力学性能测试结果见表2 ，测试结果表明：该批钢筋的力学性能除屈服点不明显外，其余均符合标准要求。对该批钢筋和另一批合格钢筋的拉伸曲线进行测试，发现两批钢筋的拉伸曲线截然不同，所测曲线如图1和图2所示，观察发现该批钢筋的力学性能未出现屈服点， 另一批合格钢筋出现明显的屈服点，。

1.3 断面形貌分析

对该批钢筋的宏观断口进行观察，发现大部分钢筋的断口如图3和图4所示，属于韧性断口，无异常现象出现。

1.4显微组织分析

对该批钢筋和另一批力学性能正常的钢筋进行显微组织分析如图5和图6所示，分析发现该批钢筋不但含有珠光体+铁素体（F+P），还有贝氏体组织。另一批力学性能正常的钢筋显微组织为铁素体+珠光体（F+P）。

2实验结果分析

热轧状态下，HRB400带肋钢筋的正常组织为块状铁素体+珠光体（F+P）。屈服点的出现，认为是由于碳、氮原子在α固溶体中位错线附近集中，对位错运动产生钉锚引起，位错摆脱溶质气团钉扎需要很大的力，这就是产生下屈服强度点的力学理论；钢中含有一定量的异常组织贝氏体是带肋钢筋产生屈服点不明显的主要原因。异常组织贝氏体的产生原因： （1）钢中[C]、[Mn]含量偏高，可使钢材强度值升高的同时还会引起脆性增大和塑性、韧性下降， 易产生贝氏体组织。因[Mn]在钢中溶于铁素体和渗碳体中， 起到固熔强化的作用， 提高过冷奥氏体的稳定性。含量过高的[Mn]使过冷奥氏体等温转变图中珠光体转变部分显著右移， 结果会使钢中经奥氏体化后在连续冷却即可获得贝氏体组织。有资料介绍[.2- 3] ， 当钢中[Mn]含量大于1. 7%时， 可使钢筋在室温时产生超过一定的量贝氏体， 造成钢筋屈服强度不明显。[C]是钢中对力学性能中强度贡献最大的元素之一， 当[ C ]、[Mn]含量同时偏高时， 钢材易产生屈服点不明显。经过上述分析，该批钢中[C]、[Mn]元素含量都不高， 均在内控标准控制的范围内。（2）钢坯加热温度、轧制中终轧温度过高和冷却工艺是形成贝氏体形成的外部原因。贝氏体的产生必须具备一定的转变温度， 它们可以在过冷奥氏体恒温时产生， 也可以在连续冷却过程中产生。因此，轧后冷却速度应控制在1.4～2.1℃/ s，即终轧温度到640 ℃区间的冷却时间应控制在140～210s ，以便过冷奥氏体有足够的时间向铁素体和珠光体转变[ 4]。

3结论

（1）钢中一定量的异常组织贝氏体是带肋钢筋产生屈服点不明显的主要原因

（2） 在生产中应降低轧后冷却速度，使过冷奥氏体有足够的时间向铁素体和珠光体转变，以减少贝氏体的产生。

参考文献：

[1] 刘石屹. HRB400NbN级带肋钢筋屈服强度异常情况的探讨[J]. 河南冶金， 2007. 15（9）： 86-87

[2] 崔忠圻， 刘北兴. 金属学与热处理原理. 哈尔滨： 哈尔滨工业大学出版社， 2004： 208.

[3] 王廷溥. 轧钢工艺学. 北京： 冶金工业出版社， 1981： 21.

[4] 李海滨， 张贺宗， 高雷雷. 20MnSiNb 热轧带肋钢筋屈服点不明显原因分析[J]. 理化检验 物理分册， 2009. 45（1）： 67-69

作者简介：

王洪礼（1982-），男，安徽省太和县人，硕士，主要从事金属材料制备及检验研究工作.