师永茂

【摘  要】龙钢公司轧钢厂在生产过程中出现φ25 HRB400E热轧带肋钢筋部分弯断现象，随后截样利用能谱分析仪、气体分析仪进行了分析和问题查找，均未发现弯断原因，最后利用光学显微镜和扫描电镜对其进行微观检测，发现微量元素锡元素超标是造成本次钢材弯断的原因。

【关键词】HRB400E;螺纹钢;弯断;锡含量;断口

Abstract：In the rolling mill of Longgang Company，the phenomenon of partial bending of Φ25 HRB400E hot-rolled ribbed steel bar appeared in the process of production. Then the sample cutting was analyzed by energy spectrum analyzer and gas analyzer and the problem was found. The cause of bending fracture was not found. It is found that the trace element tin exceeds the standard is the reason that causes the bending and breaking of the steel.

Key words：rebar;bending;break;tin conten;fracture

一、概况

随着国民经济的发展，对建筑用钢筋性能的要求越来越高，使钢筋朝着高强度、抗震、耐腐蚀、耐低温等多元化方向发展。中国目前已淘汰了落后的HRB335级钢筋，普遍采用HRB400E钢筋。HRB400E钢筋具有强度高、延伸性适中、焊接性能好等特点，不仅可以保证工程结构的正常使用和安全，而且可以显著节约钢筋用量，产生巨大的经济效益和社会效益。由于工程建筑的特殊性，施工前必须对钢筋进行正反弯力学性能试验，正反弯的好坏直接影响了工程质量。龙钢公司生产的HRB400E钢筋，最近出现正反弯弯断的问题，造成力学性能不达标。本文针对这一问题进行取样研究，寻找引起螺纹钢弯断的原因并提出消除或减少此类问题出现的方法。

二、存在问题

2021年2月14日，轧钢厂棒一线生产的φ25的HRB400E螺纹钢（批号分别为T21-09405-4、T21-09405-5、T21-09405-6、T21-09405-7）出现钢材弯曲断裂问题。

三、试验结果及分析

1. 截取试样，弯断试样表面抛光，利用能谱分析仪对弯断试样进行成分分析，成分均在内控要求之内，正常。

2.将弯断的试样截取一段，通过铣床加工成φ6*60的圆棒，然后经过粗磨、精磨、抛光等工序制备成合格的金相样品。用1%硝酸酒精溶液轻轻擦拭抛光面，然后置于气体分析仪中进行氧氮含量分析，氧氮含量均受控，正常。

3.以上分析均未发现钢材弯断的原因，最后决定采用扫描电镜对断口进行观察分析，弯断试样面缩不明显，表面断口齐平，为脆性断裂。在高倍下弯断试样断面呈一定面积的河流花纹，表现为解理断口形貌，沿裂纹线进行扫描电镜分析，发现Sn元素含量达1.1%，同时查阅相关资料，发现Sn元素是钢材中的“五害”之一，虽在钢筋HRB400E中的含量非常低，但其会使CCT曲线右移，在同等冷速下含合金Sn的钢筋更容易形成贝氏体它严重影响钢材质量，使钢产生热脆性、回火脆性，产生裂纹和断裂，分析认为Sn元素含量超标是导致钢材弯断的原因。

4.为进一步确认棒一弯断试样是由于锡元素超标引起的，再取了一支φ25的正常试样，磨抛腐蚀后用扫描电镜观察其端面显微组织，由图5可看出，正常试样不含有Sn元素，更加确定了棒一弯断试样是由于Sn元素超标引起的。为查找Sn元素来源，现场技术人员对相应炉号的转炉冶炼及连铸生产工序进行追溯，发现锡元素是在转炉废钢配加过程流入钢水中，导致钢材Sn超标弯断。针对废钢检查不合理之处，技术人员和操作人员通过相关措施，规范废钢管理检查，杜绝危害元素流入钢水。

四、结论

1、通过对本次φ25的HRB400E热轧带肋钢筋在生产过程中出现了部分弯断问题进行多种试验分析，试验结果表明，在轧钢工艺正常的情况下，造成本次钢材弯断的原因为微量元素锡元素超标。

2、通过严格执行转炉废钢配加工艺，可以减少或杜绝钢水中微量元素锡的流入，防止HRB400E的弯断。

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