Process Optimization on Improving Center Segregation of Spring Steel Billet and Properties of Wire Rod

Sun Jian; Li Jie; Zhang Caidong; Li Jie; Zhao Haitao; Ren Gang

doi:10.20057/j.1003-8620.2023-00196

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Process Optimization on Improving Center Segregation of Spring Steel Billet and Properties of Wire Rod

Forming and Phase Transition | 更新时间：2025-05-09

- Process Optimization on Improving Center Segregation of Spring Steel Billet and Properties of Wire Rod
- Special Steel Vol. 45, Issue 2, Pages: 86-90(2024)
- 作者机构：
  
  1.河钢材料技术研究院，石家庄 050023
  2.北京科技大学碳中和研究院，北京 100083
  3.河钢集团邯钢公司，邯郸 056000
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.2023-00196
  CLC： TF777.3
- Received：13 September 2023，
  
  Published：30 March 2024
- 稿件说明：
移动端阅览
孙剑,李杰,张彩东等.改善弹簧钢小方坯中心偏析及线材性能工艺优化[J].特殊钢,2024,45(02):86-90.

Sun Jian,Li Jie,Zhang Caidong,et al.Process Optimization on Improving Center Segregation of Spring Steel Billet and Properties of Wire Rod[J].Special Steel,2024,45(02):86-90.
孙剑,李杰,张彩东等.改善弹簧钢小方坯中心偏析及线材性能工艺优化[J].特殊钢,2024,45(02):86-90. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2023-00196.

Sun Jian,Li Jie,Zhang Caidong,et al.Process Optimization on Improving Center Segregation of Spring Steel Billet and Properties of Wire Rod[J].Special Steel,2024,45(02):86-90. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2023-00196.

摘要

针对某钢厂生产的55SiCr弹簧钢，用户加工后的油淬火钢丝断面收缩率在40%以下，影响后续卷簧过程和弹簧的使用寿命，通过低倍酸洗试验，拉伸试验，油淬火调质处理，钻屑试验等方法对铸坯和线材进行评价检测，发现铸坯中心偏析是导致拉拔性能差的主要原因，通过开展连铸工艺优化试验，研究结果表明：高过热度控制对铸坯偏析及线材拉拔性能有显著影响，过热度为35 ℃相较于过热度18 ℃，断面收缩率和伸长率分别提高2%和0.8%；结晶器电磁搅拌电流从150 A增加到320 A，中心等轴晶率由8%~8.5%增加到10.5%，但是中心碳平均偏析指数也随之增加；相同结晶器电磁搅拌工艺时，降低凝固末端电磁搅拌强度有利于改善中心偏析；铸坯中心碳平均偏析指数由1.10降低到1.02时，油淬火调质态线材断面收缩率由39%增加到47%。

Abstract

For a steel factory production of 55SiCr spring steel，the reduction of area of the oil quenched and tempered treatment wire rod after processing is less than 40%， which affects the subsequent spring coiling process and the service life of the spring.The casting billet and wire rod were evaluated by methods of low-magnification pickling test， tensile test， oil quenched and tempered treatment， drill cuttings test， etc， it was found that the center segregation of the casting billet was the main cause of poor drawing performance. Through the optimization test study of continuous casting process， the results showed that high superheat had a significant effect on the segregation of billet and the drawing performance of wire rod. When the superheat was 35 ℃ compared with 18 ℃， the reduction of area and elongation increased by 2% and 0.8% respectively. The electromagnetic stirring current of the mold was increased from 150 A to 320 A， and the center equiaxed grain rate was increased from 8%-8.5% to 10.5%， but the average center carbon segregation index also increased.When using the same mould electromagnetic stirring technology， reducing the electromagnetic stirring intensity at the solidified end was beneficial to improve the center segregation.When the average center carbon segregation index of the slab decreased from 1.10 to 1.02， the reduction of area of the oil quenched and tempered treatment wire rod increased from 39% to 47%.

关键词

Keywords

references

马志军，耿恒亮，李艳梅，等 . 改善55SiCr盘条组织的工艺研究［J］. 轧钢， 2021 ， 38 （ 1 ）： 46 - 50 .

孙光涛，黄永生，安航航，等 . 改善弹簧钢55SiCr小方坯中心碳偏析的试验研究［J］. 连铸， 2018 ， 43 （ 2 ）： 36 - 40 .

安绘竹，车　安，刘　祥，等 . 55SiCr弹簧钢盘条组织偏析对拉拔断裂的影响［J］. 鞍钢技术， 2021 （ 2 ）： 23 - 25+35 .

邢献强，曹文全，王存宇 . 汽车悬架系统用55SiCr弹簧钢丝带状组织［J］. 钢铁， 2020 ， 55 （ 3 ）： 68 - 73 .

Guang-Tao S ， Yong-Sheng H ， Hang-Hang A N ， et al . Experimental study on improvement of center carbon segregation in 55SiCr spring steel billet ［J］. Continuous Casting ， 2018 . 37 （ 2 ）： 36 - 40 .

杨　文，张彦辉，张立峰，等 . 硬线钢拉拔断裂机理及连铸工艺优化［J］. 钢铁， 2021 ， 56 （ 9 ）： 74 - 79+87 .

An H H ， Bao Y P ， Wang M ， et al . High-efficiency continuous casting of GCr15 bearing steel bloom based on cooperative control technique of complex electromagnetic stirring and soft reduction ［J］. Metallurgical Research & Technology ， 2019 ， 116 （ 6 ）： 621 .

吴建永，于　湛，汪静静，等 . 小方坯高碳钢改善中心偏析连铸工艺优化实践［J］. 冶金管理， 2021 （ 17 ）： 11 - 12 .

周　力，高书成，蒋栋初，等 . 小方坯连铸机末端电磁搅拌位置及连铸工艺优化实践［J］. 炼钢， 2018 ， 34 （ 2 ）： 38 - 43 .

俞　峰，陈兴品，杜松林，等 . 圆坯连铸GCr 15 SiMn的成分偏析和接触疲劳寿命研究［J］. 特殊钢， 2022 ， 43 （ 6 ）： 13 - 20 .

An H H ， Bao Y P ， Wang M ， et al . Effects of electromagnetic stirring on fluid flow and temperature distribution in billet continuous casting mould and solidification structure of 55SiCr ［J］. Metallurgical Research & Technology ， 2017 ， 115 （ 1 ）： 103 .

王日红 . 连铸坯中心碳偏析的特点及其控制技术［J］. 江苏冶金， 1998 ， 26 （ 1 ）： 48 - 50 .

田　陆，包燕平，黄郁君 . 凝固组织对连铸板坯中心偏析的影响［J］. 北京科技大学学报， 2009 ， 31 （ S1 ）： 164 - 167 .

Tomono H ， Hitomi Y ， Ura S ， et al . Mechanism of formation of the V-shaped segregation in the large section continuous cast bloom ［J］. Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan ， 1984 ， 24 （ 11 ）： 917 - 922 .

Yong H Z ， Hua C X ， Ping T ， et al . Effect of superheat on carbon segregation in continuous casting billet of cord steel ［J］. Continuous Casting ， 2017 . 36 （ 5 ）： 12 - 16 .

闫志波，贺会敏，王向明 . 718塑料模具钢锯切表面不平原因［J］. 机械工程材料， 2021 ， 45 （ 3 ）： 98 - 102 .

Zhang W J ， Luo S ， Chen Y ， et al . Numerical simulation of fluid flow， heat transfer， species transfer， and solidification in billet continuous casting mold with M-EMS ［J］. Metals ， 2019 ， 9 （ 1 ）： 66 .

刘　泳，王恭亮，刘瑞宁 . 结晶器电磁搅拌对轴承钢小方坯碳偏析影响［J］. 连铸， 2012 ， 37 （ 5 ）： 43 - 46 .

王　韬，陈伟庆，王宏斌，等 . 连铸参数和末端电磁搅拌对82B钢小方坯中心碳偏析的影响［J］. 特殊钢， 2013 ， 34 （ 1 ）： 49 - 51 .

葛洪硕，任一峰，张广军 . 8620系齿轮钢300 mm×340 mm铸坯宏观偏析改善［J］. 特殊钢， 2023 ， 44 （ 3 ）： 69 - 73 .

毕　胜，宫　哲，王　鑫，等 . 优化连铸工艺改善SWRH82 A钢150 mm×150 mm铸坯中心碳偏析实践［J］. 特殊钢， 2022 ， 43 （ 4 ）： 24 - 27 .

岳铁军，张宝全 . 首钢3号铸机凝固末端电磁搅拌技术应用研究［J］. 连铸， 2011 ， 36 （ 4 ）： 8 - 12+16 .

Views

下载量

CSCD

CNKI被引量

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Analysis and Process Improvement of Center Crack of 50CrMo Steel Φ600 mm Continuous Casting Round Bloom

Production Process Practice of 42CrMoM Steel for 12.9 Grade High Strength Wind Power Fasteners

High Temperture Thermoplastic Behavior of BTW1 Steel Continuous Casting Slab

Numerical Simulation and Process Practice for Solidification and Heat Transfer of Φ800 mm Round Billet Q355NE

Numerical Simulation of Mold Electromagnetic Stirring for 380 mm x 280 mm Bloom Casting

Related Author

翟万里

林鹏

张洪才

许正周

牟泽锋

许光乐

Wang Zhanzhong

Zhang Yue

Related Institution

江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司技术中心

Research Institute， Daye Special Steel Co.， Ltd.

Hubei Provincial Key Laboratory of High-quality Special Steel

HBIS Group Wusteel Company

东北特钢集团股份有限公司总工办

⁰