【摘 要】 采用表面宏觀檢查及化學(xué)成份、金相檢測(cè)分析方法對(duì)Q345B板材在使用的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂樣進(jìn)行分析。結(jié)果表明:Q345B板材在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的開(kāi)裂主要屬劃痕引起,鋼中的非金屬夾雜物對(duì)裂紋的形成與擴(kuò)展也有一些影響。本文提出了預(yù)防彎折開(kāi)裂的改進(jìn)意見(jiàn)。
??? 某工廠在使用鋼號(hào)Q345B規(guī)格為717×780的板材進(jìn)行加工過(guò)程中,在成品發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂,產(chǎn)生大量廢品。為此對(duì)試樣進(jìn)行開(kāi)裂原因分析。??? 其加工成型工藝為:高爐鐵水-鐵水預(yù)處理-頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐-脫氧合金化-吹氬-板坯連鑄-鑄坯檢驗(yàn)-鑄坯加熱-高壓水除鱗-粗軋機(jī)組-中軋機(jī)組-熱卷箱高-壓水除鱗-精軋機(jī)組-層流冷卻-卷取-冷卻稱重打捆收集入庫(kù)-熱軋板卷開(kāi)卷及平整-彎折-成品
1 理化檢驗(yàn)
1.1 宏觀檢查
樣品表面有肉眼可見(jiàn)的剛直縱向劃痕,開(kāi)裂位于劃痕一側(cè)的彎折處沿劃痕開(kāi)裂并與軋制方向平行。開(kāi)裂源位于劃痕處,劃傷溝痕中有金屬光澤;裂口呈灰色,無(wú)金屬光澤,呈典型的層狀斷口特征;無(wú)劃痕一側(cè)的彎折處試樣表面沒(méi)有開(kāi)裂,見(jiàn)圖1～圖4。
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??? 實(shí)測(cè)板材厚度為7165、7172 mm,符合GB/T709圖1 開(kāi)裂宏觀形貌-1988《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》要求。1.2 金相檢驗(yàn)
??? 其金相組織為鐵素體加珠光體,按GB/T6394-2002《金屬平均晶粒度測(cè)定方法》評(píng)級(jí)晶粒度為1015級(jí);按GB/T19749-1995《定量金相手工測(cè)定方法》評(píng)級(jí)珠光體百分含量為2310%見(jiàn)圖5;有較嚴(yán)圖2 開(kāi)裂宏觀形貌圖3 開(kāi)裂宏觀形貌圖4 開(kāi)裂宏觀形貌重的硅酸鹽非金屬夾雜物,按GB10561-2005《鋼中非金屬夾雜物含量的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖顯微檢驗(yàn)法》評(píng)級(jí)為A1C5C2eD1見(jiàn)圖6;按GB/T13299-1991《鋼的顯微組織評(píng)定方法》評(píng)級(jí)帶狀組織為3.5A,硅酸鹽非金屬夾雜物分布在鐵素體帶上見(jiàn)圖7。
垂直于送檢樣裂口處取金相試樣,檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)裂口部位晶粒沿變形方向分布,裂紋附近存在非金屬夾雜物,表面可見(jiàn)明顯的V型開(kāi)口特征見(jiàn)圖8。
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1.3 化學(xué)成分
將試樣做化學(xué)成分檢驗(yàn),其化學(xué)成分見(jiàn)下表1:
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2 綜合分析
??? 試樣尺寸、化學(xué)成分均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,板材金相組織除存在嚴(yán)重的非金屬夾雜物外其它均正常。
??? 由于彎折前板面上存在劃痕,導(dǎo)致板材的韌性、塑性降低及脆性增加、缺口敏感性增強(qiáng)。彎折時(shí)在劃痕處產(chǎn)生應(yīng)力集中,形成裂紋源并擴(kuò)展。從宏觀來(lái)看有劃痕一側(cè)的彎折處開(kāi)裂,而沒(méi)有劃痕的則未開(kāi)裂;微觀可見(jiàn)裂紋沿劃痕發(fā)展的情況可知,板面上的劃痕是導(dǎo)致開(kāi)裂的主要因素。從劃痕的溝痕中有金屬光澤來(lái)看,為低溫劃痕,劃痕屬開(kāi)卷及平整工序產(chǎn)生。
??? 板材存在嚴(yán)重的非金屬夾雜物,使彎折過(guò)程中夾雜物易于脫落而形成空洞,或在凝固時(shí)與基體的線膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,同時(shí)在珠光體與鐵素體之間的界面上及珠光體的內(nèi)部也會(huì)存在顯微裂紋這些都促進(jìn)了鋼板內(nèi)微裂紋的形成,這樣在彎曲的過(guò)程中一旦有裂紋形成并得以擴(kuò)展,其擴(kuò)展的過(guò)程就是宏觀裂紋與顯微裂紋或空洞貫穿的過(guò)程,最終連通擴(kuò)展成裂縫并在外表面張應(yīng)力最大處開(kāi)裂。
3 結(jié)論
?? 試樣在彎折過(guò)程中開(kāi)裂主要屬劃痕所致,鋼中的非金屬夾雜物對(duì)裂紋的擴(kuò)展也有一些影響。
4 改進(jìn)建議
4.1 控制板卷平整及散卷過(guò)程質(zhì)量,避免表面劃傷。
4.2 加強(qiáng)平整后(彎折前)的板面檢查,對(duì)已產(chǎn)生與變形部位平行劃痕的板材作報(bào)廢處理,以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。
4.3 嚴(yán)格冶煉工藝操作盡可能減少鋼中的非金屬夾雜物,提高板材的韌性、塑性。
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