沙钢65Mn线材的质量及分析
摘 要：对历Mn线材在生产过程中出现的质量缺陷进行了分析，并对产生的原因进行探讨。
关键词：65Mn线材 拉拔 缺陷
前言
线材质量与其制品的各项性能有着非常密切的联系，选用优质线材用于生产是制品企业的必然选择。新钢特殊钢有限责任公司自1998年开始使用沙钢65Mn线材生产弹簧钢丝以来，已累计使用万余吨。生产过程中虽有少量线材存在一些质量问题，但通过双方精诚合作，不断改进，产品质量有了明显地提高。目前，用沙钢65Mn线材生产弹簧钢丝的一次合格率已超过90％，取得了较好的效果。
1 65Mn线材原料及生产情况
为了能比较准确地了解沙钢65Mn线材的质量情况，新钢特殊钢公司对人厂线材进行逐盘检验(检验结果见表1)。由表1可知，沙钢65Mn线材的强韧性能接近铅淬火材料，但在线材的金相组织观察中偶尔也可发现线材边部存在0．1mm以内的折叠。
表1 沙钢65Mn线材检验情况
| 规格/mm | 尺寸偏差/m | 抗拉强度 | 断面收缩率 | 脱碳深度/mm | 金相组织 | ||||
| σbmax | σbmin | σb | ψmax | ψmin | ψ | ||||
| 10.0 | ±0.5 | 1045 | 980 | 1012 | 52 | 41 | 49.5 | 0.04?0.06 | 细层状P
+ 少量F |
| 8.0 | ±0.5 | 1085 | 945 | 995 | 54 | 45 | 49.6 | 0.03?0.06 | |
| 6.5 | ±0.10
±0.35 |
1245 | 1040 | 1090 | 50 | 44 | 48.5 | 0.03?0.06 | |
生产时采用单道次减面不超过30％的拉拔工艺，总减面率则根据成品要求(按GB4537?89C级)确定，最大减面率超过80％，表2是65Mn线材直接拉拔成品钢丝的性能汇总。
表2 沙钢65Mn线材直接拉拔钢丝性能情况
| 成品规格/mm | 平均抗拉强度/N?mm-2 | 扭转值/次 | 缠绕/次 | 一次合格率% | 主要不合格品原因 |
| 5.5 | 1515 | 21 | 合格 | 89.2 | 低强度 |
| 4.2 | 1565 | 32 | 合格 | 91.4 | 低强度 |
| 2.5 | 1735 | 34 | 合格 | 92.7 | 扭转性能 |
2 质量缺陷及分析
2．1拉拔过程中断裂
2．1．1 线材直接拉拔断裂
线材直接拉拔过程中，有时会发生断口为“杯锥”状的断丝，这种断丝一般出现在大规格线材拉拔过程中。断口附近金相组织为细片状P+少量F。夹杂物分析结果表明，大部分材料存在球状或链状夹杂物，钢丝在连续拉拔的过程中，由于组织变形不均匀，破坏钢丝基体的连续性，夹杂物附近形成应力集中和微裂纹，在产生更大的变形后，裂纹深扩展导致钢丝断裂。
2．1．2 铅液淬火后钢丝拉拔断丝
沙钢65Mn线材用于生产直径小于0．3mm的成品钢丝，一般需经过二次铅淬火，半成品铅淬火规格在1．4mm以下，在成品拉拔过程中，钢丝断裂比例较大，影响生产的顺利进行。断裂附近材料的金相分析为索氏体S+B，断裂材料的Mn元素质量百分比含量大部分在1．1％以上。
由于钢丝铅液淬火采用连续炉，半成品钢丝直径小于1．4mm大约在铅液的转变时间不超过20s，由于Mn元素含量高，推迟过冷奥氏体的转变时间，
部分过冷奥氏体出铅液后在空气中转变为B，造成材料塑性下降，拉拔过程中产生断裂。
2．2 拉拔过程中的局部横向裂纹
沙钢65Mn线材直接拉拔时，偶尔钢丝表面出现局部横向裂纹，裂纹处金相组织分析为横裂周边存在严重脱碳，时常伴随着折叠的出现。
为了保证钢丝的大减面率，生产过程中采用钢丝表面磷化处理。磷化能否顺利进行不仅取决于磷化工艺的控制，钢丝表面的含碳量高有利于磷化的顺利成膜，致使钢丝在拉拔过程中因润滑不好而出现局部横向裂纹。
3 几点想法
3．1锰元素的含量控制
GB 699中规定，铅淬火用钢丝的锰含量为0．7％～1．0％，而目前市场上有部分弹簧用户要求65Mn钢丝的Mn含量为0．9％～1．2％，沙钢65Mn线材的锰含量按0．9％-1．2％来控制，这就给细钢丝的铅淬火处理带来困难。因此，控制Mn含量在0．9％-1．0％范围内是比较适宜的。
3．2 钢质的控制
分析认为，大部分“杯锥”状断口附近都，存在不同程度夹杂物，炉外精炼减少夹杂物级别或对夹杂物进行变性处理是减少拉拔断丝的有效方法。
