冷镦钢的质量分析

1.3.1 化学成分

在满足强度要求的前提下，较低的碳质量分数可以得到良好的拉拔、冷镦性能；利用锰细化铁素体晶粒、珠光体团和珠光体片间距来提高调质冷镦钢的强韧性，冷镦钢的碳含量对其韧性有很大影响，如果碳含量超过标准上限，则在加工过程中容易破裂，因为碳含量过高则形成的片状珠光体越多，片状珠光体对钢的塑韧性具有不利的影响。所以，在生产过程中，应根据标准要求严格控制冷镦钢的碳含量。

硫和磷是钢中的有害元素，分别导致钢的冷、热脆性。随着钢中氮含量的增加，钢的强度，硬度和脆性增加，但成形性和韧性显着降低，可焊性劣化。另外，氢是钢中白点的根本原因，尤其是Cr-Mo、Cr-Mo-V钢中的易形成白点（小裂缝）引起氢脆化；钒作为最重要的微合金元素之一，在钢中形成的V（C，N）析出可抑制再结晶，起到细晶强化作用，在铁素体中弥散的 V（C，N）可提高钢的强度，碳氮化物粒度越小，析出强化效果越强；氧在钢中主要以氧化物的形式存在，随着金属氧化物含量的增加，钢的塑性和韧性显著下降。此外，如果钢水的脱氧性差会导致连铸坯中的皮下气泡和表面孔隙增多，严重影响钢的质量。

硅通常作为脱氧剂添加到钢中，少量的硅会增加钢的强度， 但是大量的硅会对钢的形状和韧性产生不利影响。锰可以减少硫的有害影响，提高材料的热加工性能。同时，锰将提高钢的强度，硬度和淬透性，增强加工硬化，从而降低材料的可塑性，但是过多增加锰的质量分数，会导致珠光体的增多，降低钢的韧性，且锰质量分数超过1.0%时，会促进贝氏体的生成；铝在高温下容易氧化，形成有害杂质，降低钢的机械性能；同时，铝可以阻碍晶粒长大，提高韧性，改善冷镦钢的整体性能，并减少扭转过程中的应变能力，因此，应适度控制。

其他大部分合金元素会增加钢的强度和韧性，从而影响钢的加工性能，因而，这些合金元素的量应取决于钢的不同加工用途。

1.3.2 显微组织

钢中主要有害夹杂物是非金属夹杂物，它们的存在不仅大大降低了钢的强度和韧性，而且容易引起腐蚀和疲劳破坏，并影响钢的微观结构。因此，应采取各种措施去除减少钢中的非金属夹杂物，使残余的夹杂物尽可能分布均匀。

钢的晶粒越细，其变形越均匀，断裂前具有很大的断后伸长率和断面收缩率，还可吸收更多的能量，提高钢的韧性。并且， 晶粒越细晶界面积越大，晶界可以阻碍裂纹的扩展。因此，钢的晶粒越细，其综合力学性能越好，对压力加工越有利。对于已形成粗晶粒的冷镦钢来说，可以通过正火或调质来细化晶粒。

冷镦钢显微组织为铁素体＋珠光体，不得出现片状珠光体、贝氏体及 魏氏组织；而片状珠光体会增加冷变形裂纹倾向，对冷镦钢成型性和压力加工性明显不利，因此，一般要通过调质或正火将片状珠光体转化成颗粒状或细片状，这样不但对压力加工有利，也有利于钢的综合力学性能。

另外，冷镦钢在铸造和热轧后容易形成带状组织，而带状组织会降低垂直于轧制方向的伸长率、断面收缩率以及冲击韧性，因此，需要通过一定的方法来消除或减轻，如扩散退火、电渣重熔、快速结晶、增大锻造比等方法。

1.3.3 表面质量缺陷

冷镦钢盘条表面缺陷主要有划伤、裂纹、折叠、皱纹和结疤等，破坏了材料表面基体的连续性。如果冷镦钢中存在表面缺陷，则在加工过程中容易引起应力集中，并且促成冷锻裂纹的形成和扩展。因此，要求冷镦钢表面应光滑，这就需要进一步要求冷镦钢在铸造和轧制过程中要严格控制生产工艺。此外，表层脱碳也可视为一种表面质量缺陷，其容易造成表层强度降低、疲劳破坏加快，所以在轧制过程中应制定可靠的预防措施来减小脱碳厚度。