ER506盘条的组织与性能分析.docx
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ER506盘条的组织与性能分析
ER50-6-盘条的组织与性能分析
D
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第九届中国钢铁年会论文集
2.2轧制温度控制
由于焊丝用钢盘条中碳低、塑性好，为有效控制奥氏体晶粒度，从而获得良好的金相组织，应适当降低
轧制温度。
根据ER50-6的钢种特点及试轧生产经验，将其开轧温度确定为980~1050℃，并用粗轧1#轧机
前处红外双色测温仪进行严格控制。
2.3吐丝温度的控制
ER50-6盘条理想的金相组织为铁素体+珠光体，但由于钢中锰、硅合金元素的存在提高了钢的淬透性,
使其“CCT”转变曲线向右下方移动,推迟并延长了转变时间[1]。
若工艺参数控制不当,该盘条的金相组织中
可能出现马氏体或贝氏体组织,不利于拉拔加工，或者组织分布不均匀，出现带状组织或大量混晶。
如图1。
图1ER50-6钢的动态CCT曲线
经过高线试轧，结果表明吐丝温度高于900℃时,组织中有较多的淬火组织；当吐丝温度降低到某一温
度范围时,因过冷奥氏体的转变速度较快,从而可以得到易于拉拔的F+P组织。
为此,最终将吐丝温度控制
在800~850℃，并将线材头尾及未穿水的部分剪净。
2.4冷却温度的控制
为了使奥氏体转变分解得到铁素体加珠光体组织,在控制吐丝温度的同时,采用延迟型冷却工艺,全部
加盖保温罩,严格控制辊道速度。
由图1可以看出，为避免出现贝氏体和马氏体组织，获得纯净的铁素体和
珠光体，根据CCT曲线，冷却速度应低于1℃／s。
3试验分析
为保证试制产品的性能质量，对不同炉次的盘条采取分批抽样进行详细的质量检验，选5炉盘条（炉号
分别是21300238、21300239、21300240、21300115、21300116）,按规定切取不同长度，分别对其化学成分、
金相检验、力学性能等进行检验。
3.1化学成分
焊接用钢盘条最大特点是既要保证焊丝拉拔工艺性能又要，保证焊接的焊缝质量和力学性能，并且不产
生气孔，因此对钢的化学成分有严格要求[2]。
为保证焊丝性能均匀，不允许有严重的成分偏析。
钢的化学成分对钢的力学性能和金相组织有不同程度的影响，其中碳含量高会造成焊缝冷、热裂纹，而
低碳则一方面使盘条塑性好容易拉拔，另一方面可降低还原性气体CO含量，减少飞溅或气孔，并可增高焊
轧三ER50-6盘条的组织与性能分析
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缝金属凝固时的温度，所以在保证ER50-6钢强度的同时，应适当降低碳含量。
而作为主要合金元素的锰、
硅，在低碳的条件下可以提高钢的强度，保证焊丝的挺直度，同时又可以作脱氧剂补充焊接过程中的烧损，
可以稳定电弧，降低飞溅，细化熔滴，并减少焊缝热裂纹倾向，保证焊缝质量和性能。
但是随着锰、硅含量
的增加会使钢中偏析程度和夹杂物含量增大，并出现带状组织，并且经热轧后的强度也越高，伸长率降低，
容易产生不易拉拔的淬火组织。
综合以上多种因素考虑，在满足GB／T3429—2002规定焊接用钢盘条的化学成分基础上，轧三对主要
的化学成分含量进行了内控，从而为确保盘条的拉拔性能和焊丝的焊接性能奠定了良好基础，见表1。
表1ER50-6盘条化学成分
（%）
化学成分
标准成分
内控成分
C
0.06~0.15
0.06~0.10
Si
0.80~1.15
0.80~0.95
Mn
1.40~1.85
1.40~1.60
P
≤0.025
≤0.020
S
≤0.025
≤0.015
轧三试制ER50—6盘条的化学成分检验结果见表2，主要成分控制均匀、稳定，均符合标准。
碳的质
量分数偏下限能更好防止焊缝冷热裂纹、减少焊接过程飞溅；硅、锰含量偏下限能降低拉拔过程的变形抗力，
减少模具磨损，由此可见盘条的成分控制的比较好。
表2ER50-6试验化学成分
（%）
炉号
21300238
11300115
21300239
11300116
21300240
平均
C
0.10
0.09
0.09
0.09
0.08
0.09
Si
0.84
0.86
0.84
0.86
0.85
0.85
Mn
1.45
1.55
1.49
1.54
1.53
1.51
P
0.012
0.013
0.018
0.015
0.014
0.014
S
0.005
0.007
0.006
0.007
0.009
0.007
3.2盘条的显微组织及非金属夹杂物
对轧制的ER50-6盘条进行随机抽样检验，其相应的显微组织和非金属夹杂物检验结果见表3。
表3ER50-6盘条的显微检验结果
非金属夹杂物/级
炉号
材料号
规格/mm
显微组织
晶粒度/级
A
B
C细系
D细系
21300238
21300239
21300240
11300115
11300116
0010
0014
0020
0023
0024
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
F+少量P
F+少量P
F+少量P
F+少量P
F+少量P
9.0
9.0
9.0
9.0
8.5
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.5
0.5
0
0
0.5
0
1
0
0.5
0
试验所看到盘条的显微组织都比较正常，无特殊组织，差别不明显，故从中抽选两组图片，见图2、图
3。
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a
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第九届中国钢铁年会论文集
图2盘条的显微组织
a—边部;b—心部（材料号：
0010）
b
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图3盘条的显微组织
a—边部;b—心部（材料号：
0023）
由试验数据和图片可以看出，盘条的显微组织是F+少量P，比较均匀，无其他组织（马氏体、贝氏体或
带状组织）和混晶现象。
铁素体晶粒度比较细，只有8.5～9级。
非金属夹杂物含量也非常少，硫化物和氧
化铝夹杂几乎没有，硅酸盐夹杂和球状氧化物夹杂也很少。
可以说，这样的组织状态和钢质，对于后续的焊
丝拉拔是十分有利的。
3.3力学性能
在焊接用钢标准中，对盘条的力学性能一般不做要求。
这是因为这类盘条在拉拔前常常需要退火处理，
处理的目的在于获得抗拉强度较低塑性好的铁素体和珠光体组织。
轧三试制的ER50-6焊接用钢，通过控制
轧制、控制冷却工艺生产的盘条具备这种组织，可以满足了用户的要求。
力学试验的数据及结果见表4，从中可以看出，轧三试制的ER50-6盘条强度、塑性等力学性能整体比
较好，可以满足盘条的后工序拉拔和焊接性能的要求。
表4ER50-6盘条实验力学性能
炉号
21300238
11300115
21300239
11300116
21300240
平均
规格/mm
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
ReL/MPa
395~425
375~405
395~415
370~405
385~400
405
Rm/MPa
540~570
540~555
530~565
540~565
530~560
545
A/%
26~30
30~31
27~30
30~32
28~31
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轧三ER50-6盘条的组织与性能分析
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4盘条质量分析
4.1盘条质量
由以上试验数据得出，轧三试制的ER50-6盘条化学成分控制比较好，符合标准要求；显微组织是铁素
体+少量珠光体，晶粒均匀；非金属夹杂物非常少，钢质比较纯净；抗拉强度Rm≤580MPa,伸长率
A=25%~33%，力学性能好，为确保盘条的拉拔性能和焊接性能奠定了较好基础。
4.2客户使用情况
根据用户返馈的信息，轧钢三厂试制的ER50-6盘条，都能顺利地进行拉拔加工。
并且，盘条的成分和
组织，也均能满足焊丝的要求，焊丝的焊接工艺稳定、金属飞溅小、焊缝成型性比较好。
5结论
天津轧钢三厂生产的ER50-6盘条具有化学成分稳定、组织均匀、非金属氧化物少、强度、塑性比较好，
保证了后工序的拉拔性能和焊接性能，生产前景广阔。
同时也表明钢的冶炼成分控制与轧制工艺设计合理可
行。
参考文献
[1]
[2]
宋维锡.金属学[M].北京:
冶金工业出版社,1989.
殷瑞钰.钢的质量现代进展[M].北京:
冶金工业出版社,1995.
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