HRB400盘螺力学性能分析研究

王新路

摘 要：本文通过对高线盘螺大量地进行对比试验摸索，全方位采集试验数据，对盘螺不同部位、不同力学性能及之间的关系、通条性及时效性等進行科学分析研究，以实现盘螺生产效益的最大化。

关键词：盘螺；力学性能

盘螺是公司的主要产品之一，随着其产量日趋增加，研究其规定非比例延伸强度Rp0.2值与其它性能指标之间的科学关系，以及如何控制化学成分及轧钢工艺，保证规定非比例延伸强度Rp0.2值满足标准要求显得尤为重要。

本文通过对高线盘螺大量地进行对比试验摸索，全方位采集試验数据，对盘螺不同部位、不同力学性能及之间关系、通条性及时效性等进行科学分析研究，以实现盘螺生产效益的最大化。

1 不同试验机测得力学性能的关系

同一时间段、同一圈盘螺分成若干小段分别编号，分别在同一型号，不少于三台拉伸试验机上进行试验。

钢牌号及规格：HRB400 ∮8mm、试验标准：GB/T228-2002、试验温度：22-23℃，对比试验平均每半月1次。

1）屈服值在405 MPa～425 MPa之间，最大值和最小值相差20 MPa，平均值为416.67MPa；抗拉强度值在615 MPa～625 MPa之间，最大值与最小值相差10MPa，平均值为619.17MPa；伸长率值在27.5～33.5%之间，平均值为30.5%。

2）试验数值比较平稳，屈服值偏差在20 MPa左右，抗拉强度值在10 MPa左右，影响试验数值偏差的因素主要是试验机、试验环境及试验操作等不可避免因素的存在。

2 不同取样部位的力学性能关系

对同一卷盘螺头、中、尾部分别进行一定数量对比试验，来检查盘螺通条性，即整根盘螺不同部位力学性能稳定性。

中头部试样是指在盘螺刚出集卷站，C型钩开口方向头1圈试样，中部试样是指在第20圈左右取样，尾部试样是指靠近C型钩底部头1圈试样。这样取样和轧制方向相一致，能够很好反应出钢材在每个不同轧制时期物理性能特征。其次，我们取样时剔除了试样搭接点，因为该处试样温度降低缓慢，钢材的晶粒相应比较大，物理性能值偏低。

1）无论是屈服强度还是抗拉强度，头部取样其试验结果与中部取样其试验结果基本相同，中部试样试验结果略大于头，但不是太明显；尾部试样的屈服值和抗拉值都高于头部试样和中部试样，大约在10MPa左右，主要是由于尾部盘螺的冷却速度快于头部和中部盘螺，和生产工艺基本吻合。

2）头部取样基本能够反应钢材的物理性能，钢材的通条性比较好。

3 屈服强度与规定非比例延伸强度关系

加倍取样在同一台电液伺服试验机上对其进行拉伸试验，积累大量试验数据，来摸索盘螺的屈服强度（Rel）、规定非比例延伸强度（Rp0.2）、抗拉强度（Rm）、断后伸长率（A）等性能指标之间关系。

以下是对HRB400规格为∮8mm的试样连续跟踪一个月试验数据，该对比试验采取随机抽检方法，即每天上、下午各随机抽检2批试样。

1）屈服强度在400MPa～475 MPa之间，波动量为75 MPa，平均值为431 MPa；规定非比例延伸强度在350 MPa～415 MPa之间，波动量为65 MPa，平均值为381 MPa；抗拉强度在575 MPa～645 MPa之间，波动量为70 MPa，平均值为610 MPa；屈服强度受不确定因素影响比较多如材料的成分、组织、状态、温度和加载速度等，其对这些因素的影响十分敏感，而规定非比例延伸强度RP0.2更加敏感，它不仅受上诉因素影响，而且还受试样拉伸曲线图的准确性及两点法中P1和P2选择等因素的影响。规定非比例延伸强度Rp0.2（MPa）值波动性比较大，它的变化范围在350 ～415 MPa之间，说明它对不确定因素的反应比较敏感，需要我们大量采集数据，摸索它的变化规律。

2）抗拉强度值高，所对应的屈服强度值和规定非比例延伸强度值也基本偏高，但比较稳定，主要和钢材的弹性模量E有关。抗拉强度可以作为比较试验机数据准确与否的主要数据。

3）屈服强度与规定非比例延伸强度的波动量相差不多，约为50MPa，且两者的变化趋势基本相同。

4 宣钢与国家实验室对比

为了验证规定非比例延伸强度Rp0.2及抗拉强度等性能指标试验数值的稳定性，我们把一根盘螺截成6节，分别进行了编号，宣钢试验室和两个国家试验室分别做两根试样，对试验结果进行对比，其结果如下表1。

其三家试验结果基本相近，说明我公司试验人员的操作手法及试验机的稳定性等不稳定因素影响比较小。

5 总结

1）钢材性能主要取决于钢材的组织结构及化学成分，因此通过炼钢稳定钢的成分，降低成分偏析，以及控制轧制生产工艺过程，从而实现对钢材组织状态的控制，获得稳定的力学性能。

2）钢筋时效前与时效后的力学性能指标会发生一定变化，应该考虑钢材出厂的时效性，降低公司与用户检验差异。提高公司产品出厂的力学性能指标。

3）规定非比例延伸强度Rp0.2（MPa）值不稳定性比较强，说明它对不确定因素比较敏感，需要我们大量的采集数据，摸索它的规律。