冷鐓鋼的質量分析

1.3.1 化學成分

在滿足強度要求的前提下，較低的碳質量分數可以得到良好的拉拔、冷鐓性能；利用錳細化鐵素體晶粒、珠光體團和珠光體片間距來提高調質冷鐓鋼的強韌性，冷鐓鋼的碳含量對其韌性有很大影響，如果碳含量超過標準上限，則在加工過程中容易破裂，因為碳含量過高則形成的片狀珠光體越多，片狀珠光體對鋼的塑韌性具有不利的影響。所以，在生產過程中，應根據標準要求嚴格控制冷鐓鋼的碳含量。

硫和磷是鋼中的有害元素，分別導致鋼的冷、熱脆性。隨著鋼中氮含量的增加，鋼的強度，硬度和脆性增加，但成形性和韌性顯著降低，可焊性劣化。另外，氫是鋼中白點的根本原因，尤其是Cr-Mo、Cr-Mo-V鋼中的易形成白點（小裂縫）引起氫脆化；釩作為最重要的微合金元素之一，在鋼中形成的V（C，N）析出可抑制再結晶，起到細晶強化作用，在鐵素體中彌散的 V（C，N）可提高鋼的強度，碳氮化物粒度越小，析出強化效果越強；氧在鋼中主要以氧化物的形式存在，隨著金屬氧化物含量的增加，鋼的塑性和韌性顯著下降。此外，如果鋼水的脫氧性差會導致連鑄坯中的皮下氣泡和表面孔隙增多，嚴重影響鋼的質量。

硅通常作為脫氧劑添加到鋼中，少量的硅會增加鋼的強度， 但是大量的硅會對鋼的形狀和韌性產生不利影響。錳可以減少硫的有害影響，提高材料的熱加工性能。同時，錳將提高鋼的強度，硬度和淬透性，增強加工硬化，從而降低材料的可塑性，但是過多增加錳的質量分數，會導致珠光體的增多，降低鋼的韌性，且錳質量分數超過1.0%時，會促進貝氏體的生成；鋁在高溫下容易氧化，形成有害雜質，降低鋼的機械性能；同時，鋁可以阻礙晶粒長大，提高韌性，改善冷鐓鋼的整體性能，并減少扭轉過程中的應變能力，因此，應適度控制。

其他大部分合金元素會增加鋼的強度和韌性，從而影響鋼的加工性能，因而，這些合金元素的量應取決于鋼的不同加工用途。

1.3.2 顯微組織

鋼中主要有害夾雜物是非金屬夾雜物，它們的存在不僅大大降低了鋼的強度和韌性，而且容易引起腐蝕和疲勞破壞，并影響鋼的微觀結構。因此，應采取各種措施去除減少鋼中的非金屬夾雜物，使殘余的夾雜物盡可能分布均勻。

鋼的晶粒越細，其變形越均勻，斷裂前具有很大的斷后伸長率和斷面收縮率，還可吸收更多的能量，提高鋼的韌性。并且， 晶粒越細晶界面積越大，晶界可以阻礙裂紋的擴展。因此，鋼的晶粒越細，其綜合力學性能越好，對壓力加工越有利。對于已形成粗晶粒的冷鐓鋼來說，可以通過正火或調質來細化晶粒。

冷鐓鋼顯微組織為鐵素體＋珠光體，不得出現片狀珠光體、貝氏體及 魏氏組織；而片狀珠光體會增加冷變形裂紋傾向，對冷鐓鋼成型性和壓力加工性明顯不利，因此，一般要通過調質或正火將片狀珠光體轉化成顆粒狀或細片狀，這樣不但對壓力加工有利，也有利于鋼的綜合力學性能。

另外，冷鐓鋼在鑄造和熱軋后容易形成帶狀組織，而帶狀組織會降低垂直于軋制方向的伸長率、斷面收縮率以及沖擊韌性，因此，需要通過一定的方法來消除或減輕，如擴散退火、電渣重熔、快速結晶、增大鍛造比等方法。

1.3.3 表面質量缺陷

冷鐓鋼盤條表面缺陷主要有劃傷、裂紋、折疊、皺紋和結疤等，破壞了材料表面基體的連續(xù)性。如果冷鐓鋼中存在表面缺陷，則在加工過程中容易引起應力集中，并且促成冷鍛裂紋的形成和擴展。因此，要求冷鐓鋼表面應光滑，這就需要進一步要求冷鐓鋼在鑄造和軋制過程中要嚴格控制生產工藝。此外，表層脫碳也可視為一種表面質量缺陷，其容易造成表層強度降低、疲勞破壞加快，所以在軋制過程中應制定可靠的預防措施來減小脫碳厚度。