淬火温度对20MnSi螺纹钢相变过程的影响

郑林得

20MnSi螺纹钢作为热轧钢筋的典型钢种在建筑行业得到广泛应用，随着经济建设的高速发展对螺纹钢的综合性能提出了更高的要求。生产高质量、高级别和低成本的钢筋是目前国内外钢铁工业发展的方向之一。因此在节能减耗的基础上进一步提高20MnSi螺纹钢的性能势在必行。QTB工艺即钢筋轧后余热处理技术应运而生，它是将热轧和热处理工艺有机地结合起来，通过钢筋热轧后在线控冷的方法不仅显著提高了钢筋的强度，而且塑韧性也得到明显改善，具有节省合金元素、节约能源、简化工序、降低成本等一系列优点，在国外棒材的生产中得到了广泛应用。但该工艺技术含量高，影响因素复杂，其中加热、轧制和冷却过程的各种工艺参数都会通过影响过冷奥氏体的相变过程对其最终的性能产生影响，其中冷却条件尤为重要。所以本文探讨了轧后冷却过程中淬火温度对20MnSi螺纹钢相变过程的影响，为QTB工艺的制定及优化提供参考依据。

实验用钢采用以连铸及控轧控冷工艺生产的Φ12mm的20MnSi螺纹钢，名义化学成分为Fe-0.25C-0.60Si-1.45Mn-0.035P-0.025S(质量分数，%)。用线切割从螺纹钢上切取Φ5mm×10mm的圆柱形试样，清洗、干燥后备用。实验工艺参数如下：以一定的加热速度将试样加热至940℃保温10min，然后分别冷却至900、800、700和600℃进行淬火。将处理后的试样从中心沿纵向剖开，进行金相分析。硬度测试在HXD-1000TMB视频显示自动转塔显微硬度计上进行，加载砝码50g，每个试样的测点不少于10个。

随淬火温度的不同，试样的组织差别也很大，淬火温度为900℃时室温组织为珠光体和贝氏体，沿晶界处有极少量的先共析铁素体。淬火温度800℃时的组织为珠光体和贝氏体；淬火温度为700℃时组织为铁素体(少量)、珠光体、贝氏体和马氏体；淬火温度为600℃时组织为铁素体、珠光体和贝氏体(极少量)。

在900℃、800℃、700℃和600℃淬火后的显微硬度（HV0.05）分别为315、314、356和232。

应用QTB工艺生产20MnSi螺纹钢时，淬火温度直接影响过冷奥氏体的相变过程及组织，从而影响螺纹钢的最终性能。所以，在控轧控冷的生产工艺制定中要考虑到淬火温度对组织及性能的影响。