谷國剛

(山東泰山鋼鐵集團有限公司研究所，山東 271100)

公司熱軋帶鋼廠在生產材質SPHC 的熱軋板過程中，邊部出現脫落掉肉現象。研究所對所送檢的掉塊進行了分析，找出了掉塊形成的原因。

1 試驗方法

對所送檢的掉塊試樣進行圖像采集，宏觀分析。截取金相試樣，磨制、拋光，在GX51 金相顯微鏡上進行金相檢測。進行化學成分檢驗。

用光譜儀對鋼板化學成分進行檢測。用XL-30 掃描電子顯微鏡對掉塊分層裂紋內物質成分進行電鏡能譜分析。

2 試驗結果

2.1 宏觀檢測

該掉塊是從鋼板邊部約80 mm 處脫落，仔細觀察掉塊斷口處發(fā)現，掉塊存在分層現象，且分層程度不同，有的分層在鋼板中心部位，有的分層處兩側鋼板厚度不同。試樣宏觀檢測圖片見圖1。

2.2 金相分析

2.2.1 中心部位分層試樣

金相分析中心部位分層試樣發(fā)現，分層裂紋開口部位及尾端無明顯的非金屬夾雜物、夾渣、氧化、內氧化現象(見圖2)。腐蝕后觀察發(fā)現分層裂紋兩側組織無明顯的差別，均為鐵素體+珠光體，晶粒度均為Ⅱ9 級(見圖3)。裂紋兩側的組織沒有關系。

2.2.2 分層不在中心部位試樣

圖1 試樣宏觀檢測圖片Figure 1 Macroscopic inspection picture for specimen

金相分析分層不在中心部位試樣發(fā)現，分層裂紋開口部位及尾端也無明顯的非金屬夾雜物、夾渣、氧化、內氧化現象，腐蝕后觀察分層裂紋兩側組織也沒有明顯的差別，均為鐵素體+珠光體，晶粒度也均為Ⅱ9 級。裂紋兩側的組織沒有關系。

2.2.3 正常部位

金相分析掉塊正常部位評定基體內非金屬夾雜物級別，發(fā)現其基體內D 類非金屬夾雜物級別為2.5 級(圖4)，其它類型的非金屬夾雜物級別均為0.5 級。腐蝕后觀察其組織為鐵素體+珠光體，晶粒度Ⅱ9 級(圖5)。

2.3 化學成分檢測

化學成分檢測結果見表1。

由表1 化學成分檢測結果可知，鋼板的化學成分符合標準要求。

2.4 掃描電鏡分析

掃描電鏡能譜分析發(fā)現分層裂紋內部及裂紋尾端物質成分主要為Fe、O，無渣子成分。掃描電鏡檢測圖片見圖6。

圖2 裂紋尾端形貌腐蝕前Figure 2 Crack tail end before appearance corrosion

圖3 裂紋尾端形貌腐蝕Figure 3 Crack tail end after appearance corrosion

圖4 D 類非金屬夾雜物Figure 4 D type of non-metallic inclusion

圖5 正常部位組織Figure 5 Normal position structure

圖6 掃描電鏡檢測圖片Figure 6 Inspection picture by scanning electron microscope

表1 化學成分檢測結果(質量分數，%)Table 1 Test results of chemical composition(mass fraction，%)

3 討論

金相檢測中心部位分層及分層不在中心部位的試樣發(fā)現分層裂紋兩側的組織、晶粒度均勻，但裂紋兩側組織沒有關系，說明裂紋在前，形成組織在后。熱軋組織是在軋后冷卻過程中形成的，因此分層裂紋可能由熱軋產生，也可能是連鑄坯自身存在。熱軋生產鋼板主要受軋制壓力和微張力作用，微張力很小，分析過程中可以不考慮在內。如果材料是均質的，軋制壓力不會產生突變，也就不會產生熱軋裂紋;材料是不均質的，在軋制過程中就會引起軋制力突變，產生裂紋。因此，說明分層裂紋是由于連鑄坯材料不均質造成。連鑄坯材料不均質包括兩個方面:一是基體內夾渣;二是存在裂紋。掃描電鏡能譜檢測發(fā)現分層裂紋內部及尾端都沒有渣子成分，因此連鑄坯材料不均質，是由于本身存在裂紋缺陷造成的。金相檢測分層裂紋開口及尾端都沒有發(fā)現氧化、內氧化現象，因此可以進一步確定該分層裂紋是連鑄坯內部裂紋，與表面不連通。分層裂紋有的處在鋼板中心位置，有的不在中心位置，符合連鑄坯三角區(qū)裂紋特點，說明該裂紋是三角區(qū)裂紋。綜上所述，是沒軋合的連鑄坯三角區(qū)內部裂紋導致熱軋產生掉塊。

4 結論

沒軋合的連鑄坯三角區(qū)內部裂紋導致熱軋產生掉塊。