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Mn是一种弱碳化物形成元素,只能与钢中的铁及铁的碳化物相结合而分别存在于铁素体和渗碳体中,一般锰在渗碳体中的浓度会高于铁素体中的浓度。由于锰是以固溶的形式存在与结构中,固溶强化在细化铁素体晶粒的同时能降低临界点,进而提高钢的强度:但 Mn 含量并非越高越好,当达到一定量之后若继续添加,便会发生相变强化使屈服强度显著增加,降低了强屈比,这对抗震性能是不利的。
Mn还具有良好的脱氧和脱硫作用,还能作为脱氧剂和脱硫剂加入钢中。当温度在450℃左右时,锰会与氮发生有利于高温拉伸强度的应变交互作用,同时由于出现回火脆性而不利于钢筋的高温延性19。通过提高Mn含量可以降低碳的扩散速度,进而得到更加细小的碳化物以提高钢筋性能l:此外Mn有利于VN和vC的溶解,使ⅤC的固溶温度降低。Mn含量的增加虽会提高材料的强度,但同时会降低钢的塑性,因此对于耐火钢Mn的含量一般控制在1.5%范围内:猛能够提高钢的淬透性以及高温瞬时强度。
Mn的存在降低钢中奥氏体的相变温度,能够在增加铁素体晶粒形核速度的同时使晶粒长大速度有所降低,从而起到细晶强化的作用。因此Mn是少见的同时具有固溶强化和细化晶粒作用的元素,但是当锰的加入量在1.0%1.5%时,会严重的影响钢筋强韧性,这是因为猛虽然降低了相变温度,可是同时会形成不利于钢筋强韧性的粗大针状铁素体;通常珠光体的含量会随着锰含量的增加而增加,当钢中碳含量相同时,铁素体量的减少则珠光体的量会增加,进而使钢筋的强度升高。有资料证明,钢的韧脆转变温度会随着珠光体量的增多而升髙,故钢中的Mn含量并非越多越好。
钢中很少的非金属夹杂物既能对钢材性能产生较大的影响。夹杂物主要是引起钢材的塑韧性下降,尤其当钢中夹杂物尺寸不规则、分布不均匀时,会严重影响钢材的力学性能。所以,在分析和研究钢材中夹杂物对力学性能的影响时,需要从钢材的各个方面进行分析,包括钢的洁净度、夹杂物的种类、夹杂物的性质以及夹杂物在生产加工过程中的变形能力等多个方面。
螺纹钢企业的典型生产工艺流程,按各工序间的紧密衔接程度,大致可以分为三个主要区域:炼铁区域、主炼刚区域、精加工区域。各个区域的生产任务和前后工序的物流衔接关系如下所述:
(1)炼铁区域。在炼铁区域,炼铁工序将铁矿石、焦炭和石灰石送人高炉进行冶炼,铁矿石被分解预熔化,生成生铁,作为炼钢工序的原料,送往炼钢工序。
(2)主炼钢区域。主炼钢区域主要包括转炉(或电弧炉)炼钢,接受来自炼铁工序送来的生铁,与废钢一起投人转炉(或电弧炉)中,经吹氧并去除杂质,转化为钢水,出钢到钢包炉进行精炼(或脱气),通常采用LF精炼法,提高钢水质量,IF法采用氩气搅拌,在大气下用石墨电极埋弧加热,再加上白渣精炼技术组合而成,具有用强还原性渣脱硫、脱氧,进而进行夹杂物控制和用电弧加热熔化铁合金,调整成分、温度等功能:而一个满转炉炉容量的钢,称为炉次。达到钢种质量要求的钢水经连铸机固化、冷却、拉流、切割成各种长度的连铸坯小方坯,其边长一般为130-160mm,长度一般在6-12米左右,坯料单重1.5-3吨。(3)精加工区域。从连铸机拉出的板坯,经不同的加工路线送热轧机,在达到轧制所要求的温度下,送至连续小型轧机,轧制线多为平一立交替布置,实现全线无扭转轧制。根据不同坯料规格和成品尺寸有18、20、22、24架的小型轧机,18架为主流。目前,棒材轧制多采用步进式加热炉、高压水除鳞、低温轧制、无头轧制等新工艺,粗轧、中轧向适应大坯料及提高轧制精度方向发展,精轧机主要是提高精度和速度(高18m/s)。产品规格一般为φ10-40mm,也有中6-32m或φ12-50m的。生产的钢种为市场大量需要的低中高碳钢、低合金钢;高轧制速度为18m/s。
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