摘　要:采用化學成分分析、力學性能測試、顯微組織觀察和夾雜物檢驗等方法對有邊緣裂紋的Q345B寬帶鋼進行分析。發(fā)現是由于鑄坯存在FeS,MnS等夾雜物,軋制中這些夾雜物及過高錳含量導致裂紋的進一步擴展,最終形成邊緣裂紋。
萊蕪鋼鐵集團公司1 500 mm熱軋帶鋼生產線主要生產寬700～1 350 mm、厚1.2～20.0 mm的Q345B寬帶鋼,工藝流程為:鐵液預處理?120 t轉爐?LF精煉?連鑄機?軋材。在生產過程中,有部分批次Q345B寬帶鋼出現邊緣裂紋,見圖1。筆者對有邊緣裂紋的帶鋼進行了化學成分分析、力學性能測試、顯微組織觀察和夾雜物評定等檢驗工作,以找出產生邊緣裂紋的原因。
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1　理化檢驗
1.1　試樣制備
選取兩卷不同爐號中帶有邊緣裂紋缺陷的寬帶鋼,分別在它們的裂紋區(qū)和正常區(qū)取樣,見圖2。
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1.2　化學成分分析和力學性能測試化學成分分析結果(質量分數)見表1,力學性能測試結果見表2。
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1.3　金相檢驗分別在垂直鋼板軋制方向的裂紋區(qū)和正常區(qū)處切取金相試樣,將金相試樣拋光處理,用4%硝酸酒精溶液侵蝕試樣,在光學顯微鏡下觀察,見圖3～5。
?? 由圖4可看出,裂紋兩側有明顯的脫碳現象,裂紋兩側的脫碳主要是連鑄坯存在原始裂紋在高溫下氧化形成,裂紋沿著脫碳層內夾雜物或晶界延伸[1](夾雜物沿晶界分布)。夾雜物的存在,破壞了鋼基體連續(xù)性,軋制時裂紋進一步擴展[2]。正常區(qū)試樣的基體組織為F+P,但有明顯的纖維帶狀組織,而帶狀組織主要是由鋼液凝固時的枝晶間成分偏聚造成的,見圖5。
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1.4　EDS能譜分析
對有裂紋試樣內的夾雜物進行能譜分析,可知其主要由硫、鐵和錳元素組成,見圖6。
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2　分析與討論
??? 從圖4來看,裂紋兩側均發(fā)生了脫碳,表明該類缺陷是在鑄造坯連鑄過程中因高溫氧化而留下的。裂紋處的夾雜物中主要有硫、鐵和錳元素,見圖6,說明此處的夾雜物組成為FeS(1 190℃)和MnS(1 610℃),也可能為(Mn,Fe)S固溶體或FeO2FeS共晶體(940℃)組成。這些夾雜物的存在加大了連鑄坯熱脆傾向[4]。據文獻[5],連鑄坯在連鑄連軋過程中存在三個高溫脆化區(qū)。而從以上分析這些夾雜物存在的情況來看,該連鑄坯在其中的900～1 200℃區(qū)間熱脆傾向增大。當鋼液不斷從中間包澆注到結晶器時,鋼液首先在結晶器壁形成坯殼并沿厚度方向凝固,若鋼液中已有FeS,MnS等夾雜物存在,則鑄坯中基體已凝固,而夾雜物仍處在熔融狀態(tài)。這樣在固2液界面之間存在一個凝固脆化區(qū),此時的糊狀區(qū)晶體強度和塑性都非常小。因此當作用
于凝固坯殼的外部應力(如熱應力、鼓肚力或矯直力等)使其變形超過臨界值時,在固2液交界面就產生裂紋,就會出現如圖3所示的狀況。
3　結論
??? 連鑄坯中有FeS和MnS等夾雜物存在,破壞了鋼基體的連續(xù)性,在連鑄連軋條件下形成了邊緣裂紋。
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