PC钢棒镦头开裂的原因分析.pdf

第3期总第163期冶金丛刊Sum.163No.3
2006年6月METALLURGICALCOLLECTIONSJune2006

PC钢棒镦头开裂的原因分析

梁志勇岳志毅
(广钢集团理化检验中心)

摘要PC钢棒在生产过程中出现镦头开裂。对开裂的镦头进行了化学成分、夹杂物及金相组织等检验。结果
表明,镦头内部存在表面脱碳、块状碳化物和纵向夹杂物等缺陷是导致PC钢棒镦头开裂的主要原因。
关键词PC钢棒;镦头;开裂;金相组织;夹杂物
中图分类号:TG142.1文献标识码:A文章编号:1671-3818(2006)03-0018-03

CRACKINGANALYSISOFUPSETHEADOFPCSTEELBARS
LiangZhiyongYueZhiyi
(Physical&ChemicalTestingCentreofHISE)
AbstractTheupsetheadwascrackedintheprocessofPCsteelbars.TheheadofPCsteelbarswas
analysedandtestedbymeansofchemicalcompositionanalysis,inclusionsandmetallographicstructure
examination.Theresultsshowthatthemainreasonofupsetheadcrackingissuchdefaultsassurfacede-
carboning,blockycarbidesandlongitudinalinclusions.
KeywordsPCsteelbar;upsethead;crack;metallographicstructure;inclusion

1前言
PC(PrestressedConcrete)钢棒用于预应力混凝
土管桩、铁路轨枕等预应力混凝土构件,其生产工艺
流程为:PC钢棒→锯切→端部加热(900e左右)→
镦头→做管桩骨架→给拉应力(1200MPa左右)→
水泥混凝土浇注。某厂在对PC棒感应加热过程中
发现其镦头呈开裂状(见图1、2)。通过对PC棒镦
头开裂进行宏观(低倍)、化学成分、气体元素含量、
金相组织及夹杂物的检测,找出了裂纹产生的原因。
图2镦头开裂状况
2检验分析
2.1检验方法
在酸洗槽中将钢材放入50%的盐酸中加热到
80e后保温40min,酸洗后做低倍检验。同时将钢
材加工后做成金相试样,经磨制、抛光后,再用4%
硝酸酒精将试样腐蚀;用日本PME-323UN金相显
微镜和中科仪的SISCIASV8.0金相图象分析软件
进行组织分析。结合化学成分检验和气体元素含量
检验,找出裂纹产生的原因。
2.2检验结果
图1镦头开裂状况2.2.1化学成分检验
第3期梁志勇等:PC钢棒镦头开裂的原因分析#19#

对送来的试样编号,进行化学成分检验和N、O颗粒夹杂和条形夹杂。用能谱分析其夹杂物,其主
气体元素的检验,结果见表1、表2。要成分是铁、硅和钙,属氧化铁和硅钙酸盐夹杂(见
表1化学成分检测结果表图8)。在1#样的一个微裂纹处进行了能谱分析,发
样品样品分析项目及其含量/%直径现含有MnS夹杂(见图7)。
编号名称CSiMnPS/<mm
1#30MnSi0.320.721.050.030.0148.0
2#30MnSi0.310.711.050.030.0218.0
表2N、O气体元素的检验

分析项目及其含量/%
样品编号样品名称直径/<mm
NO
1#30MnSi0.00860.00398.0
2#30MnSi0.00890.00338.0
经检测,上述钢棒的化学成分均符合行业标准
要求。但钢中的N含量和O含量都偏高,表明钢的
脱氧不充分。钢中氧元素来源于脱氧不完全或钢水
图42#试样裂纹局部放大图(a)、(b)、(c)及其组织(d)
的二次氧化,即连铸时的保护渣、覆盖剂和保温渣使
用不当或存在质量问题。此外,连铸工艺也可能存
在一些问题。
2.2.2金相检验分析
1#样低倍酸洗后,看到表面裂纹呈弧状,中心微
裂纹也是曲线状,这是冶金缺陷造成的开裂。微观
图#试样纵向面夹杂图
分析发现裂口处有气泡存在,见图3(a),腐蚀后试51(100@)
样表面有黑圈。高倍观察,试样组织为铁素体和屈
氏体,见图3(b)。边缘处铁素体含量高,中心处有
碳化物,见图3(d)。

图62#试样纵向面夹杂图(100@)

图71样的一个微裂纹(100@)

图31#样表面裂纹(a)、(b),次表面裂纹(c)
及心部微裂纹(d)
2#样低倍酸洗后,发现试样裂纹处有一个大孔
洞。造成孔洞的原因是气泡。微观分析还发现有脱
碳现象,高倍观察组织为屈氏体和索氏体,有碳化物
分布在基体上,见图4(