本站2023年10月14日發(fā)表的文章: 熱軋鋼板 缺陷 10個(gè) 實(shí)例，鋼板裂紋 實(shí)例分析 圖冊(cè) 分析判斷【收藏】非常的好, 網(wǎng)友評(píng)價(jià)很高,今天我們接著把余下的6例講完.
實(shí)例11: 鑄坯角部橫向裂紋引起的板邊疤狀缺陷
材料名稱：Q345C
情況說(shuō)明：
一批規(guī)格為1750mm（寬）×230mm （厚）的Q345C連鑄板坯，熱軋成1700mm（寬）×22mm (厚）的鋼板后，板邊出現(xiàn)大量疤狀缺陷，在同批生產(chǎn)的鋼卷中，有缺陷的鋼卷所占的比例高達(dá)23.42%, 而規(guī)格為1550mm (寬）×230mm (厚）的Q345C 連鑄板坯，熱軋成1500mm (寬）×22mm (厚）的鋼板后，鋼卷邊部缺陷所占的比例僅占3.09%。缺陷主要出現(xiàn)在鋼板上表面一側(cè)邊部（該側(cè)相當(dāng)于鑄坯內(nèi)弧側(cè)），距側(cè)面50mm的范圍內(nèi)，缺陷多呈“折疊型”薄片狀疤塊沿軋制方向斷續(xù)分布，疤塊形狀和大小不一，一端與正常部位相連，另一端與正常部位分離，宏觀特征見(jiàn)圖1-46。
微觀特征：
取鋼板截面試樣觀察，缺陷在截面表層呈裂紋形態(tài)，深度為0.3~0.8mm。高溫長(zhǎng)時(shí)間氧化的特征十分明顯、裂紋內(nèi)側(cè)有氧化鐵，一側(cè)有大量密集分布的氧化圓點(diǎn)。該類氧化圓點(diǎn)比較粗，放大200 倍下就能觀察到，與軋鋼裂紋周圍細(xì)小稀疏的氧化圓點(diǎn)有明顯區(qū)別，它是缺陷附近鋼基經(jīng)高溫加熱氧化的產(chǎn)物。裂紋按形態(tài)分為兩類：一類呈粗大的半網(wǎng)狀（圖1-47) : 另一類呈折疊形態(tài)斜向伸入鋼基（圖1-48) 。經(jīng)試劑浸蝕后，裂紋一側(cè)（出現(xiàn)氧化圓點(diǎn)側(cè)）組織有嚴(yán)重的脫碳（圖1-49)。根據(jù)以上特征初步判斷，缺陷在加熱軋制前就已存在，且位于板坯棱邊部或窄面。
鑄坯檢驗(yàn)：
基于以上的檢驗(yàn)和分析，取同爐同批次 Q345C 鋼的連鑄板坯邊部試樣作酸浸檢驗(yàn)，試樣保留原始面。檢驗(yàn)結(jié)果表明鑄坯側(cè)邊上角部（對(duì)應(yīng)內(nèi)弧）存在大量橫向裂紋，裂紋具有呈網(wǎng)狀分布的趨勢(shì)，兩端分布向?qū)捗婧驼鏀U(kuò)展，長(zhǎng)度一般為7~30mm, 最長(zhǎng)的45mm, 裂紋較細(xì)，寬度小于0.5mm, 裂紋多分布于振痕谷底，宏觀形貌見(jiàn)圖1-50。取鑄坯內(nèi)弧角部裂紋試樣于光學(xué)金相顯微鏡下觀察，裂紋呈粗大的網(wǎng)絡(luò)狀分布，說(shuō)明裂紋是沿著原奧氏體晶界裂開(kāi)的。裂紋內(nèi)嵌有氧化鐵，附近無(wú)非金屬夾雜物，亦無(wú)氧化圓點(diǎn)，見(jiàn)圖1-51。經(jīng)試劑浸蝕后，角部有一層深度約8mm的非正常組織，該層組織為貝氏體和沿原奧氏體晶界分布的鐵素體，角部裂紋沿鐵素體分布（圖1-52) 。高倍下可以觀察到裂紋穿過(guò)鐵素體晶粒（圖1-53) , 說(shuō)明裂紋是在鐵素體晶粒形成之后產(chǎn)生的。
鑄坯鉆孔軋制驗(yàn)證：
為驗(yàn)證以上判斷，找出鑄坯缺陷與熱軋鋼板邊部缺陷的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在Q345C 鑄坯試樣上做預(yù)制裂紋鉆孔試驗(yàn)，孔徑均為Φ10mm, 孔深為20mm。鉆孔后的鑄坯按相同工藝熱軋成22mm 厚的鋼板。鑄坯鉆孔與鋼板缺陷的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1-3。表1-3 鑄坯鉆孔與鋼板缺陷的對(duì)應(yīng)關(guān)系
表1-3 中鑄坯棱邊附近的1號(hào)、2號(hào)鉆孔，經(jīng)熱軋后在板面上的邊部形成縱裂紋，該裂紋和上述板邊的疤狀缺陷處于相對(duì)應(yīng)的部位，說(shuō)明熱軋板邊部疤狀缺陷來(lái)源于鑄坯上表面棱邊部。在上述鋼板縱裂紋部位取橫截面金相試樣進(jìn)行顯微觀察，裂紋伸入鋼基后沿板寬方向擴(kuò)展，其內(nèi)嵌有氧化鐵，周圍存在氧化脫碳，氧化圓點(diǎn)特征與鋼板疤狀缺陷處的氧化圓點(diǎn)基本相同（圖1-55) 。
從以上結(jié)果可以看出，帶有缺陷的鑄坯經(jīng)高溫加熱和軋制后，由于沿缺陷縫隙內(nèi)氧化的結(jié)果。在缺陷處形成由氧化鐵和密集分布的氧化圓點(diǎn)組成的氧化層，該氧化層在鋼基中似一夾層，在軋制時(shí)不能被軋合，遺留在鋼板表面便成為裂紋缺陷。
高溫氧化試驗(yàn)：
為判定連鑄板坯角部裂紋形成的工序環(huán)節(jié)，開(kāi)展了高溫氧化試驗(yàn)。取Q345C 鋼板還角橫裂試樣5件，放入無(wú)保護(hù)氣體的箱式爐內(nèi)。分別在1250T℃、1100℃、1000℃、900℃和850℃溫度下加熱，保溫 30min 取出，然后磨制試樣進(jìn)行金相觀察，結(jié)果列于表1-4。
表1-4 裂紋周國(guó)氧化圓點(diǎn)特征
從表1-4 可以看出，在一定的保溫條件下，裂紋附近氧化圓點(diǎn)的形成溫度在900℃及更高溫度，隨溫度的升高，氧化圓點(diǎn)數(shù)量增多，尺寸變粗，而850℃的高溫試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)氧化圓點(diǎn)。由此判斷，鑄坯角部裂紋應(yīng)該在900℃以下的溫度范圍形成。
鑄坯測(cè)溫結(jié)果：
對(duì)澆鑄Q345C 鋼時(shí)的二冷段矯直區(qū)溫度和出鑄機(jī)處的溫度進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果
見(jiàn)表1-5。
表1-5 Q345C鋼鑄坯測(cè)溫結(jié)果
鑄坯測(cè)溫結(jié)果表明，板坯越寬，則角部溫度低于寬面越多。
分析判斷：
上述檢驗(yàn)結(jié)果表明，Q345C熱軋鋼板邊部疤狀缺陷是由連鑄板坯角部橫裂紋經(jīng)加熱軋制演變成的。鑄坯角部橫裂紋處未發(fā)現(xiàn)氧化圓點(diǎn)，根據(jù)高溫氧化試驗(yàn)結(jié)果分析，裂紋應(yīng)在900℃以下形成，即該裂紋的形成不是在結(jié)晶器內(nèi)（因結(jié)晶器坯殼溫度約為1200℃) , 而是在二冷段。鑄坯測(cè)溫結(jié)果表明，1750mm 寬板坯在二冷段矯直區(qū)及出鑄機(jī)處其角部溫度比大面低，該溫差比寬面為1550mm 的板坯大，表明板坯越寬則角部溫度低于寬面越多，造成寬板坯在矯直區(qū)產(chǎn)生的角部橫裂紋率高于窄板坯。板坯寬面和角部溫差大，造成寬面和角部組織不同，鑄坯寬面組織為鐵素體和珠光體；而角部組織為貝氏體和沿奧氏體晶界分布的鐵素體，這種組織是在兩相區(qū)（γ+α) 溫度快冷形成的。在（γ+α) 兩相區(qū)，初生鐵素體網(wǎng)膜沿γ晶界形成，由于高溫下α 的強(qiáng)度遠(yuǎn)低于γ 的強(qiáng)度，在矯直張力的作用下，引起沿晶破壞。根據(jù)以上檢驗(yàn)結(jié)果和分析，建議澆鑄Q345C寬板坯時(shí)，采用弱的二冷制度，提高板坯，尤其是板坯邊角部的溫度，以防止角部橫裂紋的發(fā)生。
實(shí)例12: 鑄坯缺陷引起的板面疤塊
材料名稱：09CuPCrNi-A
情況說(shuō)明：
09CuPCrNi-A熱軋卷（板厚為16mm) , 板面出現(xiàn)無(wú)規(guī)律分布的疤狀缺陷，缺陷一端與鋼的本體分離，另一端與鋼的本體相連接，宏觀特征見(jiàn)圖1-56。
微觀特征：
取鋼板縱截面試樣觀察，缺陷在拋光面上呈裂紋形態(tài)，裂紋靠板面一側(cè)及延伸處有一些條狀氧化鐵和密集分布的氧化圓點(diǎn)（圖1-57a、b) , 該側(cè)組織脫碳嚴(yán)重且有明顯的形變特征，見(jiàn)圖1-58。
圖1-57 裂紋根部（a）與延伸處（b）微觀特征
分析判斷：
板面疤狀缺陷處存在嚴(yán)重的高溫氧化和脫碳，組織形變，說(shuō)明缺陷是由原鑄坯表面缺陷（裂紋或結(jié)疤）經(jīng)加熱→軋制演變成的。
實(shí)例13: 鋁酸鈣夾雜引起的板邊疤皮
材料名稱：Q345C
情況說(shuō)明：
11mm厚Q345C熱軋卷，板邊有疤皮缺陷，宏觀特征見(jiàn)圖1-59。
微觀特征：
沿板厚方向取截面試樣磨制后進(jìn)行顯微觀察，疤皮根部有夾縫，夾縫附近有聚集分布的粒狀?yuàn)A雜物，見(jiàn)圖1-60。掃描電鏡能譜分析結(jié)果表明，夾雜物為鋁酸鈣，見(jiàn)圖1-61。圖1-60 截面夾縫附近及延伸處聚集分布的顆粒狀?yuàn)A雜物
分析判斷：
實(shí)例14: 冷卻速度過(guò)快引起的板面唇狀疤塊
材料名稱：X70
情況說(shuō)明：
厚度為17.2mm的X70管線鋼熱軋卷，通過(guò)表面檢測(cè)系統(tǒng)在線檢驗(yàn)和離線復(fù)查，在熱軋卷上表面發(fā)現(xiàn)一種大小不一的唇狀疤塊缺陷條帶。缺陷在鋼板寬度方向上有明顯規(guī)律，大多分布在距傳動(dòng)側(cè)300~600mm的位置，有的幾乎固定在寬度方向的某一部位，宏觀特征見(jiàn)圖1-62。
微觀特征：
淺磨有缺陷的鋼板板面后進(jìn)行顯微觀察，缺陷區(qū)域除唇狀裂口外，還存在數(shù)量頗多的微裂紋，裂紋內(nèi)嵌有氧化鐵，形狀多呈網(wǎng)角狀和蚯蚓狀（圖1-63) 。經(jīng)試劑浸蝕后，缺陷區(qū)域出現(xiàn)數(shù)量較多的粗大餅形先共析鐵素體，在裂口的一側(cè)組織流變較嚴(yán)重（圖1-64右側(cè)），正常部位組織為晶粒細(xì)小的針狀鐵素體，見(jiàn)圖1-65。
磨制鋼板的截面試樣，缺陷呈裂紋形態(tài)斜向深入鋼基，深度在0.4mm 以內(nèi)，裂紋兩側(cè)組織差異較大，見(jiàn)圖1-66, 圖右側(cè)組織明顯流變且晶粒十分細(xì)小；另一側(cè)組織變形程度很小、為粗大的餅形先共析鐵素體和晶粒細(xì)小的針狀鐵素體，與正常部位相比，組織明顯粗大。
距裂紋稍遠(yuǎn)處的上表層組織為細(xì)小針狀鐵素體和已經(jīng)變了形的鐵素體粗條帶（圖1-67) 。而下表層組織與中部相同，沒(méi)有形變組織，為細(xì)小針狀鐵素體（圖1-68) 。
無(wú)論是板面試樣還是截面試樣，缺陷附近均未發(fā)現(xiàn)高溫氧化和脫碳特征。
鑄坯修磨及翻面試驗(yàn)：
為了弄清唇狀疤塊缺陷是在什么工序產(chǎn)生的，對(duì)同一爐X70 管線鋼的兩塊鑄坯在同一種加熱和軋制工藝條件下進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。其中一塊鑄坯進(jìn)行表面修磨，目的是弄清無(wú)缺陷坯熱軋后是否還會(huì)產(chǎn)生缺陷：另一塊不修磨，進(jìn)行翻面處理，即原板坯下表面作為上表面，看翻面后上表面是否還會(huì)出現(xiàn)缺陷。試驗(yàn)結(jié)果表明：兩塊鑄坯經(jīng)熱軋后，在熱軋卷上表面仍出現(xiàn)唇印狀疤塊缺陷，且缺陷的分布規(guī)律及微觀特征與上述缺陷試樣相同，說(shuō)明缺陷并非鑄坯帶來(lái)的，而是在軋制過(guò)程中產(chǎn)生的。
噴頭質(zhì)量檢查：
對(duì)現(xiàn)場(chǎng)噴頭進(jìn)行質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)精軋段的部分噴頭因沖蝕而孔變大，導(dǎo)致噴水量過(guò)大。
分析判斷：
X70 鋼板上表面出現(xiàn)的唇狀疤塊缺陷條帶，在板面上的分布比較有規(guī)律，缺陷附近無(wú)高溫氧化和脫碳特征，說(shuō)明缺陷不是鑄坯帶來(lái)的。鑄坯修磨及翻面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)，板面唇狀疤塊缺陷與鑄坯缺陷無(wú)關(guān)，而是在軋制過(guò)程中形成的。X70 鋼板正常軋制是在奧氏體再結(jié)品區(qū)和非再結(jié)品區(qū)變形兩階段進(jìn)行，軋后急冷發(fā)生奧氏體一針狀鐵素體相變，獲得綜合性能優(yōu)良的以細(xì)小針狀鐵素體為主的組織。而鋼板上表層有缺陷的區(qū)域產(chǎn)生了先共析鐵素體和形變組織，形變的鐵素體發(fā)生了部分再結(jié)晶。這說(shuō)明該部位在軋制過(guò)程中冷卻強(qiáng)度大，導(dǎo)致板面局部區(qū)域溫度快速降至兩相區(qū)（即Ar3以下的鐵素體＋奧氏體區(qū)），相變析出鐵素體。由于鐵素體的塑性比奧氏體差，因此在隨后的軋制過(guò)程中，不協(xié)調(diào)的形變導(dǎo)致表面裂紋產(chǎn)生，隨著加工變形比的增大及鋼板的熱連軋，裂紋不同程度地扯開(kāi)或粘合，逐漸演變成唇狀疤塊缺陷。根據(jù)缺陷區(qū)域的組織特征判斷，缺陷應(yīng)產(chǎn)生在鋼基發(fā)生奧氏體→針狀鐵素體相變之前的精軋階段。板面局部冷卻強(qiáng)度大，與精軋階段的部分噴頭沖蝕嚴(yán)重所導(dǎo)致的噴水量過(guò)大有關(guān)。根據(jù)以上分析結(jié)果，有關(guān)單位更換了沖蝕嚴(yán)重的噴頭，控制好冷卻速度，消除了鋼板表面唇狀疤塊。
實(shí)例15：冷卻速度過(guò)快引起的疤狀缺陷
材料名稱：SS400
情況說(shuō)明：
厚度為19mm 的一批 SS400 熱軋鋼板，上板面出現(xiàn)沿軋制方向分布的缺陷條帶，缺陷狀不規(guī)則。呈波浪形皰塊，宏觀特征見(jiàn)圖1-69。
酸洗后，在板面缺陷部位又出現(xiàn)數(shù)量頗多且大小不一的“指甲”狀缺陷，缺陷裂口大出現(xiàn)在軋制方向前沿的一端，呈現(xiàn)出缺陷表面經(jīng)軋制而流變的覆蓋層特征，另一端可隱約出邊界，見(jiàn)圖1-70。
微觀特征：
缺陷在鋼板截面表層呈直裂紋形態(tài)斜向深入鋼基，裂紋尾端圓禿，距板面最深
0.7mm, 附近無(wú)高溫氧化特征。經(jīng)試劑浸蝕后，裂紋兩側(cè)的組織及晶粒表現(xiàn)出明顯不同的兩個(gè)部分，見(jiàn)圖1-71, 圖中裂紋上側(cè)鐵素體晶粒明顯粗大，下側(cè)晶粒十分細(xì)小且組織具有顯的方向性。
缺陷區(qū)域板面有一層深度約1.5mm的形變組織層，而鋼板下表面表層組織與中部同，為等軸鐵素體和珠光體，無(wú)形變特征。
分析判斷：
該鋼板板面缺陷部位有一層形變組織，裂紋兩側(cè)的組織及晶粒存在明顯的差異，這反了鋼板上表面局部區(qū)域在軋制過(guò)程中冷卻比正常基體處快。冷卻過(guò)快使得軋制溫度偏低，板面延展性變差，從而產(chǎn)生波浪形和“指甲”狀疤塊缺陷。
實(shí)例16: 軋輥缺陷引起的彎月形疤塊
材料名稱：SS400
情況說(shuō)明：
一批 SS400 板坯熱軋后在66個(gè)鋼卷上出現(xiàn)缺陷。缺陷產(chǎn)生在鋼板下表面，距邊部約300mm, 沿軋制方向呈周期性分布，間距約3.2m。缺陷呈彎月形，頗像結(jié)疤，尺寸約為15mm×3.3mm, 宏觀形貌見(jiàn)圖1-72。
微觀特征：
取缺陷截面試樣觀察，缺陷呈折疊形態(tài)，最深處約0.35mm, 其內(nèi)無(wú)氧化鐵，附近無(wú)高溫氧化和脫碳，組織與正常部位相同，為鐵素體和少量珠光體，只是晶粒較正常部位細(xì)小，見(jiàn)圖1-73。
分析判斷：
缺陷屬機(jī)械損傷引起的折疊。工作輥輥面掉肉或粘有異物等均可引起這類缺陷。
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