[發明專利]一種熱軋線材抗拉強度的計算與預判方法

有效

• 申請號: 201810355217.2
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108763637B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 楊兆全;徐書成;陳亮;陳兵
• 申請（專利權）人: 張家港聯峰鋼鐵研究所有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

本發明公開了一種熱軋線材抗拉強度的計算與預判方法，包括如下步驟：以不同鋼種的碳素鋼或合金鋼的化學成分數據為依據，折算成碳當量，統計并整理各鋼種的碳當量實測值和平均值變化情況，設為自變量；統計并整理各鋼種的抗拉強度實測值和平均值變化情況，設為因變量；建立碳當量與抗拉強度的數學關系式，求得回歸方程；修正處理，得到最優化回歸方程；利用建立的碳當量和抗拉強度的最優化回歸方程，來計算與預判熱軋線材的抗拉強度變化。本發明的通過對熱軋線材抗拉強度的預測，來給新鋼種產品的選擇、設計和工藝編制等提供技術支撐。

技術領域

本發明涉及鋼材抗拉強度計算領域，具體涉及一種熱軋線材抗拉強度的計算與預判方法。

背景技術

隨著產品設計力學性能要求的提高，研發或引進的新鋼種也日益增多。但是，由于諸多因素，這些新鋼種的資料或數據卻不能夠及時獲得，這就給產品的選擇、設計和工藝編制等帶來了困難。

在鋼材眾多性能指標中，抗拉強度是衡量熱軋線材產品設計和力學性能的一項重要指標參數，在一定程度上決定了材料的可使用性。在拉伸試驗過程中，試樣從開始拉拔到最終發生斷裂，所得到的最大應力與試樣原始橫截面積的商，即為該檢測試樣的抗拉強度。通常影響熱軋線材抗拉強度的因素有：一是內在因素，主要是化學成分、顯微組織結構和晶粒度等；二是外在因素，主要有溫度、時間、應變與應力、軋制和冷卻過程等。對于熱軋線材，在現有的斯太爾摩線控冷能力下，熱軋線材的抗拉強度主要受鋼種化學成分和熱處理狀態的影響。對于不同化學成分的鋼種，在相同的熱處理（控冷控軋）狀態下，其抗拉強度的變化主要受化學成分（碳當量）的影響，而其他因素的作用可用一個修正參數修正。因此，可以通過數學公式建立碳當量與抗拉強度的關系式。

對于熱軋線材的抗拉強度，首先，化學成分的影響作用是主要的。隨著含碳量的增加，含碳量由0.08%左右增加到0.90%左右，抗拉強度逐漸增加，由350MPa左右逐漸增加到1350MPa左右。當增加合金元素后，將會使熱軋線材的組織轉變、晶粒度等發生變化，使得抗拉強度隨著合金元素的添加或質量百分數的增加而增大，如V的細化晶粒作用，Cr、Mn、Si等元素的固溶強化作用等，如65#與65Mn，SWRH82A與SWRH82B。其次，顯微組織的影響作用，顯微組織的影響作用主要通過化學成分和生產工藝（控軋控冷）過程表現出來。化學成分對顯微組織的影響，可簡單概述為：隨著含碳量的增加，顯微組織中珠光體（索氏體）含量逐漸增加，先共析物逐漸減少，故抗拉強度相對增加。同時在生產工藝（控軋控冷）過程中，通過加工硬化、回復和再結晶等組織變化，使得熱軋線材的顯微組織發生變化，最終引起抗拉強度的變化。其次是外在條件，主要有兩方面因素：一是軋制壓縮比，小規格的軋制壓縮比大于大規格的，故小規格的熱軋線材組織相對更為致密，加工硬化程度更大，抗拉強度相對也較大。二是冷卻速率，在一定冷卻條件下，小規格的冷卻速率大于大規格的，故晶粒度相對細化，抗拉強度相對也較大。第三是其他因素，如：人為誤差、設備檢測誤差和時效性等，也將會對熱軋線材的抗拉強度產生影響，但這些因素非主要因素。

同時，考慮到實際情況，如生產控制過程的不穩定性，各鋼種的化學成分和顯微組織結構的差異性等，都將會引起熱軋線材的抗拉強度產生波動。故選擇利用修正系數k來進行修正處理，來滿足對熱軋線材抗拉強度變化的預判。

發明內容

為了解決現有技術存在問題，本發明的主要目的在于，通過對熱軋線材抗拉強度的預測，來給新鋼種產品的選擇、設計和工藝編制等提供技術支撐。

本發明以焊絲鋼、冷鐓鋼、制釘材等低碳碳素鋼和合金鋼，簾線鋼、胎圈鋼、彈簧鋼、橋索鋼、預應力鋼絞線用鋼、鋼絲繩用鋼等中高碳碳素鋼和合金鋼的化學成分和力學性能數據為依據，建立碳當量與抗拉強度的關系。將各元素的作用折算成碳當量，并將其設為自變量，抗拉強度設為因變量，建立最優化回歸方程。利用求得的最優化回歸方程，來計算與預判熱軋線材的力學性能參數——抗拉強度。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種熱軋線材抗拉強度的計算與預判方法，主要包括如下步驟：