中厚板外观缺陷的种类、形态及成因共21页
中厚板分层缺陷分析

中厚板分层缺陷分析1. 背景介绍中厚板是一种钢铁材料,通常在建筑、能源和制造业中得到广泛应用。
然而,由于生产过程中的各种因素,中厚板可能存在分层缺陷,影响其力学性能和使用寿命。
因此,对中厚板分层缺陷进行分析和检测具有重要意义。
2. 中厚板分层缺陷的特点中厚板分层缺陷通常表现为不同材料之间的结合失效,导致板材出现多个平面并存的状态。
这种缺陷可能是由于制造过程中的缺陷引起的,也可能是由于生产工艺、原材料、机器设备或运输过程中的其他因素引起的。
中厚板分层缺陷的特点有以下几点:•分层缺陷通常出现在钢板的边缘或表面上,但有时也可能出现在板材的中心。
•分层缺陷的深度和密度不一定相同,有的只是薄薄一层,有的则可能达到数毫米。
•分层缺陷会严重影响中厚板的力学性能和使用寿命。
3. 检测与分析方法中厚板分层缺陷的检测和分析通常需要利用一些常见的无损检测方法,包括:3.1. X射线检测X射线检测是一种常见的无损检测方法,它可以通过对中厚板进行辐射扫描,检测出板材中存在的任何分层缺陷。
通过这种方法,可以检测出板材的缺陷深度、位置和密度等信息,从而分析出缺陷的严重程度和影响。
3.2. 超声波检测超声波检测是一种利用声波的特性进行材料检测的方法,可以有效地检测中厚板中的分层缺陷。
通过发送高频声波并接收回波信号,可以检测出板材中的孔洞、裂纹和分层等缺陷。
这种方法可以在非破坏性的情况下检测出板材中的缺陷,从而提前预知其可能产生的安全隐患。
3.3. 磁粉检测磁粉检测是一种常见的金属材料无损检测方法,可以通过便携式磁化设备对中厚板进行磁化处理,然后在板材表面撒上磁粉,通过观察粉末的沉积状态来确定板材中的裂纹和分层缺陷。
这种方法可以检测出板材的边缘缺陷,但对于板材中心的分层缺陷检测效果并不是特别理想。
4. 结论中厚板分层缺陷的分析和检测是保障中厚板安全运输和使用的重要环节。
无损检测方法可以有效地检测出板材中存在的分层缺陷,并提供有关缺陷的深度、位置和密度等信息。
中厚板分层缺陷分析

中厚板分层缺陷分析近来老有人打电话来,问“什么是钢板的分层(夹层)”,敬请大家看博文《中厚板质量工程师手稿》:分层是钢板(坯)断面出现局部的缝隙,使钢板断面形成局部层状,是钢材中的一种致命性缺陷,钢板不得有分层,见图1。
分层亦称夹层、离层,是钢材的内部缺陷。
钢锭内的气泡、大块的非金属夹杂物、未完全切除的残余缩孔或发生折叠,均可能引起钢材的分层,而不太合理的轧制压下规程又可能使分层加剧。
图1 钢板分层图2 厚板局部分层图3 焊接后钢板分层图4 加工后发现分层根据产生原因的不同,分层所表现的部位形态也不同,有的隐藏在钢材内部,内表面与钢材表面平行或基本平行;也有的延伸到钢材表面,又在钢材表面形成沟纹状的表面缺陷。
概括起来有2种形式:第1种为开口型分层。
这种分层缺陷在钢材的断口上宏观就可发现,一般在钢厂和制造厂里基本上能被复检出来。
第2种为封闭型分层。
这种分层缺陷在钢材的断口中看不到,在制造厂内如果不进行逐张钢板100%超声波探伤,亦难以发现,它是一种处于钢板内部的封闭型分层。
这种分层缺陷从冶炼厂带到制造厂,最后被加工制造成产品出厂。
分层缺陷的存在使分层区钢板承受载荷的有效厚度减少,降低了与分层同方向受载的承载能力。
分层缺陷的边线形状尖锐,对应力作用非常敏感,会引起严重的应力集中。
在运行过程中若有反复的加载、卸载、升温、降温,就会在应力集中区形成很大的交变应力,以致造成应力疲劳。
一、开口型分层某厂生产的板材分层是开口型分层,见图1钢板分层。
从钢板的表面就可以分辨出来。
不需要做实验,图1是某钢厂发运到中南某大型物流企业的板材照片,属于钢厂漏检产品,经销商提出质量异议后,钢厂直接报废了,经销商按废钢价销售给废钢企业使用。
1、分层形貌见图1。
资料显示与钢种关系不大。
2、分层原因分析图5是正常的铸坯凝固过程纵向断面示意图。
图5 正常情况下铸坯凝固过程纵向断面示意图图6 异常情况下铸坯凝固过程纵向断面示意图从图6可以看见,A、B两点造成铸坯搭桥,在C点形成缩孔,产生中心线裂纹或中心疏松,轧制后可能出现分层缺陷。
中厚板生产中常见缺陷的类型及预防

中厚板生产中常见缺陷的类型及预防标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-中厚板生产中常见缺陷的类型及预防中厚钢板是国民经济发展所依赖的重要材料,广泛用于高层建筑、桥梁、锅炉、容器、石油化工、工程机械、管线及国防建设等各个方面,中厚钢板的品种繁多,使用温度区域较广(-200℃~600℃),使用环境复杂,(耐候性、耐蚀性),使用要求高(强韧性、焊接性)。
目前,我国中厚板生产厚度为4~250mm, 宽度可达4000mm, 最长可达27m。
在品种方面, 已能生产难度比较大的装甲、船身、不锈、高压锅炉容器、桥梁等专用中厚板。
但是, 高档次板仍然比较少,专用板只占20%多一点, 大多数厂以生产大路货普碳板为主, 产量占70%~80%。
由于大部分企业炼钢缺少炉外精炼手段, 钢质纯净度差, 钢板夹杂、分层现象有时较为突出, 在轧制生产中, 钢板表面铁皮多, 麻点面积大且深, 修磨量大, 严重影响了钢板品种与质量的发展。
另外国产中厚板尺寸偏差、表面质量、力学性能也存在很多问题,只是大多数厂生产以普碳钢为主,钢板质量问题还未完全暴露出来。
(中厚板市场)随着国民经济的发展, 各行各业对中厚板品种、规格、尺寸精度、内外部质量及性能提出了日益增高的要求。
所以中厚钢板不仅要有好的机械性能,还要求有优良的表面质量和内部质量。
目前,国内中厚板存在的主要质量问题有:(1) 产品质量不能满足国际标准, 国际标准要求产品表面无缺陷且无修磨痕迹, 厚度公差带较国内标准减少50%, 不平度长度测量单位增加一倍, 产品全部双定尺交货。
国内中厚板双定尺率只有65%左右。
(2) 产品品种单一, 不能满足国内和国际市场需求, 有订单不能接受。
大部分企业只生产普碳和低合金钢中的A、B级钢,C、D级不能保证性能。
(3) 钢板外观质量差,如断面有兰边, 锯齿、撕裂、错牙等缺陷,表面有划伤、铁皮、油污、麻点等缺陷,厚度偏差大、宽度大小头差大、对角线差值大等非矩形缺陷。
中板产品常见缺陷、产生原因及判定

相关标准要求。
13、网纹
【定义与特征】 网纹是钢板表面上呈现蜘蛛网状的网络。一般呈周期 性
分布。 【原因分析】 轧辊质量不良、冷却不当,造成辊面龟裂所致。 【鉴别与判定】 高度不超出有关标准的网纹允许存在,超过时必须修磨,
可见的粗糙纤维状,显微镜下可看到晶界被氧化。 【原因分析】 坯料加热温度过高或在高温区保温时间过长。 坯料装炉位置不当,有偏烧现象。 钢中含硫量较高时容易产生过烧。 【鉴别与判定】 过烧缺陷不允许存在,局部过烧应切除,其余钢板改尺
或降级。
5、压入氧化铁皮
【定义与特征】 钢板表面压入的氧化铁皮可分为一次氧化铁皮和二次氧化铁皮。钢板表面压入
9、瓢 曲
【定义与特征】 钢板在纵横方向同时出现同一方向的弯曲。严重者呈船形或
锅底形。 【原因分析】 板坯加热温度不均、终轧温度过低、钢板两面冷却条件不一
致,局部急冷等。 最后一道次的压下量过小。 钢板两侧有浪,经矫直后易产生瓢曲。 矫直不当或在辊道上长时间放置。
【鉴别与判定】 测量平直度时,把钢板放在平台上,将米尺放在钢板上,
6、压坑
【定义与特征】 钢板表面有不同形状的大小凹坑 【原因分析】 外物掉在板面上,轧后脱落,在板面上出现凹坑。 钢板在精整、吊运、堆垛过程中与外物碰压造成压坑。 【鉴别与判定】 压痕允许修磨,但修磨深度不得超过相关标准的规定。
7、折 叠
【定义与特征】 钢板表面有局部折合的双层金属。外形与裂纹相似,从折迭的横界面观察,
10、划痕(划伤)
【定义与特征】 钢板表面有低于轧制面的沟痕,连续或断续地分布于钢板的全长或局
部。高温下形成的划痕有薄层氧化铁皮,常温时形成的划痕则呈现金属光泽 或灰白色。
中厚板表面缺陷分析与预防

中厚板表面缺陷分析与预防摘要:分析柳钢中厚板生产过程中表面缺陷产生的主要原因,并介绍相应的预防措施,减少表面缺陷的产生,提高钢板的表面质量。
关键词:中厚板;表面缺陷;麻点;表面划伤;压痕1.前言随着客户对钢板表面质量提出了越来越高的要求,柳钢中厚板2800mm产线这几年以来面临着越来越突出的表面质量问题,因表面质量问题导致客户满意度逐渐下降,产生的质量异议也有所增加,柳钢中厚板的品牌影响力也必然受到不利的影响。
钢板因表面质量缺陷而回剪、改判等越来越多,造成生产指标的下降、生产成本的增加,给降成本工作带来了极大的困难。
因此柳钢中板厂不断致力于表面质量问题的攻关,总结出了一些经验。
本文总结了造成中厚板表面缺陷问题的主要原因,并提出相应的预防措施。
2.中厚板表面缺陷及成因2.1麻点在生产过程中由于氧化铁皮未能除干净而压入钢板表面,导致钢板表面出现局部的或者连续的片状粗糙面,并分布为形状不一、大小不同的凹坑即为麻点,麻点可分为黑面麻点和亮面麻点,上表面麻点和下表面麻点[1]。
根据麻点形成的先后顺序可分:一次氧化铁皮压入、二次氧化铁皮压入、三次氧化铁皮压入造成麻点。
麻点的产生有以下几个原因造成:(1)加热温度过高、加热时间过长;(2)停轧时间过长,加热炉出口钢坯表面氧化铁皮过厚,除磷箱难以除尽;(3)高压水压力不足或喷嘴堵塞;(4)粗轧或者精轧除磷次数不够或者除磷操作不当;(5)轧制厚规格钢板时,终轧温度过高,钢板会快速形成一层氧化铁皮,矫直后显现出如“脱皮”状,多次矫直较容易压入造成麻点。
如下图2-31钢坯氧化铁皮过厚,图2-1b、图2-1c分别为麻点。
2.2表面划伤钢板表面受到刚性物质划过后留下的痕迹,在钢板上表现为低于轧制面的直线或者横向沟痕线条[2]。
表面划伤主要在辊道输送、翻板、剪边、垛板和吊运等过程中被设备划伤造成。
此类划伤为冷态划伤,划伤处发亮或有金属光泽,且边部有毛刺、起皮、褶皱等。
柳钢中板厂表面划伤的原因主要有:(1)辊道刮伤(2)夹送辊划伤(3)吊板划伤(4)翻板划伤等。
中厚板生产中的钢板缺陷及消除这些缺陷的措施

中厚板生产中的钢板缺陷及消除这些缺陷的措施钢板的缺陷是指影响钢板的使用性能,产品标准要求不允许存在的缺陷,主要有:(1)分层。
这种缺陷主要是由于原料中有气泡、缩孔、夹杂等,而在轧制时又未使之焊合,而形成分层。
通常分层要剪切清除。
(2)气泡。
由于原料中存在气泡,在轧制时气泡未焊合,而且中间还充有气体,使得轧后钢板表面有圆包出现。
这种缺陷需要切除。
(3)夹杂。
夹杂分为内部夹杂和表面夹杂。
产生原因是原料中带有非金属夹杂物,或者将非金属杂物等压入钢板表面。
对于面积较小,深度较浅者可以通过清理修磨消除,严重者必须 切除。
(4)发纹。
发纹是指钢板表面细小的裂纹。
其产生原因是原料的皮下气泡在轧制过程中未焊合,而在钢板表面形成细小发纹。
由于钢板中气泡未焊合所形成的发纹则需切除。
(5)裂纹。
在轧制过程中,原料中的气泡破裂,内表面暴露氧化,轧后在钢板表面形成裂纹。
原料清理时,由于沟槽过深也有可能形成裂纹。
如果裂纹较浅,可以修磨清除,否则则需切除。
(6)结疤。
产生结疤的原因是由于原料表面质量不好,或原料表面原有的结疤没有彻底清除所致。
轻微者可以通过修磨清除,严重者则需 切除。
(7)凸包。
在钢板表面形成有周期的凸起。
其产生原因是轧辊或矫直辊表面破坏,形成凹坑所造成。
如果凸包轻微,可通过修磨清除,而严重时则为不合格产品。
(8)麻点。
麻点是指在钢板表面形成的粗糙表面。
产生原因是由于加热时燃料喷溅侵蚀表面或者是氧化严重而形成的粗糙平面,轻微者可以修磨,严重者则需切除。
加热时应控制好加热炉温度波动与喷油量均匀,防止氧化严重,并加强除鳞。
(9)氧化铁皮压入。
在轧制时由于氧化铁皮没有清除干净,而被压入钢板表面,形成粗糙的平面。
为防止氧化铁皮压入,要加强清除氧化铁皮。
较轻微的氧化铁皮压入可以通过修磨清除,而严重影响质量时则要切除。
(10)划伤。
钢板的划伤是指在钢板的表面留有深浅不等的划道。
纵向划伤多为辊道、导板等部位的不光滑棱角刮伤。
中厚板生产中常见缺陷的类型及预防

中厚板生产中常见缺陷的类型及预防(总21页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除中厚板生产中常见缺陷的类型及预防中厚钢板是国民经济发展所依赖的重要材料,广泛用于高层建筑、桥梁、锅炉、容器、石油化工、工程机械、管线及国防建设等各个方面,中厚钢板的品种繁多,使用温度区域较广(-200℃~600℃),使用环境复杂,(耐候性、耐蚀性),使用要求高(强韧性、焊接性)。
目前,我国中厚板生产厚度为4~250mm, 宽度可达4000mm, 最长可达27m。
在品种方面, 已能生产难度比较大的装甲、船身、不锈、高压锅炉容器、桥梁等专用中厚板。
但是, 高档次板仍然比较少,专用板只占20%多一点, 大多数厂以生产大路货普碳板为主, 产量占70%~80%。
由于大部分企业炼钢缺少炉外精炼手段, 钢质纯净度差, 钢板夹杂、分层现象有时较为突出, 在轧制生产中, 钢板表面铁皮多, 麻点面积大且深, 修磨量大, 严重影响了钢板品种与质量的发展。
另外国产中厚板尺寸偏差、表面质量、力学性能也存在很多问题,只是大多数厂生产以普碳钢为主,钢板质量问题还未完全暴露出来。
(中厚板市场)随着国民经济的发展, 各行各业对中厚板品种、规格、尺寸精度、内外部质量及性能提出了日益增高的要求。
所以中厚钢板不仅要有好的机械性能,还要求有优良的表面质量和内部质量。
目前,国内中厚板存在的主要质量问题有:(1) 产品质量不能满足国际标准, 国际标准要求产品表面无缺陷且无修磨痕迹, 厚度公差带较国内标准减少50%, 不平度长度测量单位增加一倍, 产品全部双定尺交货。
国内中厚板双定尺率只有65%左右。
(2) 产品品种单一, 不能满足国内和国际市场需求, 有订单不能接受。
大部分企业只生产普碳和低合金钢中的A、B级钢,C、D级不能保证性能。
(3) 钢板外观质量差,如断面有兰边, 锯齿、撕裂、错牙等缺陷,表面有划伤、铁皮、油污、麻点等缺陷,厚度偏差大、宽度大小头差大、对角线差值大等非矩形缺陷。
中厚板生产中的钢板缺陷及消除

中厚板生产中的钢板缺陷及消除钢板的缺陷是指影响钢板的使用性能,产品标准要求不允许存在的缺陷,主要有:(1)分层。
这种缺陷主要是由于原料中有气泡、缩孔、夹杂等,而在轧制时又未使之焊合,而形成分层。
通常分层要剪切清除。
(2)气泡。
由于原料中存在气泡,在轧制时气泡未焊合,而且中间还充有气体,使得轧后钢板表面有圆包出现。
这种缺陷需要切除。
(3)夹杂。
夹杂分为内部夹杂和表面夹杂。
产生原因是原料中带有非金属夹杂物,或者将非金属杂物等压入钢板表面。
对于面积较小,深度较浅者可以通过清理修磨消除,严重者必须 切除。
(4)发纹。
发纹是指钢板表面细小的裂纹。
其产生原因是原料的皮下气泡在轧制过程中未焊合,而在钢板表面形成细小发纹。
由于钢板中气泡未焊合所形成的发纹则需切除。
(5)裂纹。
在轧制过程中,原料中的气泡破裂,内表面暴露氧化,轧后在钢板表面形成裂纹。
原料清理时,由于沟槽过深也有可能形成裂纹。
如果裂纹较浅,可以修磨清除,否则则需切除。
(6)结疤。
产生结疤的原因是由于原料表面质量不好,或原料表面原有的结疤没有彻底清除所致。
轻微者可以通过修磨清除,严重者则需 切除。
(7)凸包。
在钢板表面形成有周期的凸起。
其产生原因是轧辊或矫直辊表面破坏,形成凹坑所造成。
如果凸包轻微,可通过修磨清除,而严重时则为不合格产品。
(8)麻点。
麻点是指在钢板表面形成的粗糙表面。
产生原因是由于加热时燃料喷溅侵蚀表面或者是氧化严重而形成的粗糙平面,轻微者可以修磨,严重者则需切除。
加热时应控制好加热炉温度波动与喷油量均匀,防止氧化严重,并加强除鳞。
(9)氧化铁皮压入。
在轧制时由于氧化铁皮没有清除干净,而被压入钢板表面,形成粗糙的平面。
为防止氧化铁皮压入,要加强清除氧化铁皮。
较轻微的氧化铁皮压入可以通过修磨清除,而严重影响质量时则要切除。
(10)划伤。
钢板的划伤是指在钢板的表面留有深浅不等的划道。
纵向划伤多为辊道、导板等部位的不光滑棱角刮伤。
而横向划伤多为钢板横移时产生,如在冷床上移动时产生的划伤等。
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中厚板外观缺陷的种类、形态及成因1 过热 overheat特征:钢板表面呈现大面积连续的或不连续的蓝灰色粗糙麻面或鳞片状翘皮,通常表面会出现一定深度的脱碳层,内部晶粒组织粗大,并伴有魏氏组织出现。
成因:钢坯在加热炉高温段停留时间较长或加温度过高,或者是家热炉内的氧化性太农,造成钢坯表面过度氧化。
影响:钢坯过热,使钢板表面产生一定深度的脱碳层,不仅使钢板表面严重粗糙,内部晶粒过分长大,而且严重降低了钢板力学性能和加工性能,使过程中易在钢板表面形成不规则、深度较浅的裂纹,对钢板的质量有致命的影响。
预防:(1)制定合理的加热制度,控制加热温度、加热速度和加热时间,防止钢坯产生过热(烧)现象;(2)控制炉内气氛,在保证燃料完全燃烧的前提下,尽量减少过剩的空气量,采取微正压控制,减少炉门的开启时间,防止冷空气吸入。
2 麻点 pockmark特征:在钢板表面形成局部的或连续的成片粗糙面,分布着大小不一、形状各异的铁氧化物,脱落后呈现出深浅不同、形状各异的小凹坑或凹痕。
实例见图2-1~图2-7。
成因:由于钢坯加热后表面生成过厚的氧化铁皮(钢坯加热时有部分区域由过热现象)子轧钢之前没有得到清理或清理不彻底,在轧制之前氧化铁皮呈片状或块状等形态压入钢板本体;轧后氧化铁皮冷却收缩,在受到震动时脱落。
,在钢板表面留下大小不一、形状各异、深浅不同的小凹坑或凹痕。
此外,没其中的教友喷射或燃烧的气体腐蚀,也会形成焦油麻点或气体腐蚀麻点。
影响:对钢板表面质量的影响程度取决于麻点在钢板表面形成的凹坑或凹痕的深度及对钢板表面质量要求的严格程度。
通常情况下,经过修磨清理后,其深度不超过相应标准规定者不影响使用。
预防:(1)按坯料规格及钢种的不同合理控制加热炉各段的加热温度,合理控制煤气(燃油)、空气配比,提高燃烧的充分性;(2)加热炉待温时要有效地控制烧嘴火焰的强度,避免火焰长时间对钢坯直接烧蚀;(3)保证高压水压力,确保除磷效果。
3 氧化铁皮压入 rolled-in scale特征:钢板表面压入的氧化铁皮可分为一次氧化铁皮和二次氧化铁皮,一次氧化铁皮多为会褐色Fe3O4鳞层;二次氧化铁皮多为红棕色FeO 和 Fe2O3鳞层组成。
依压入氧化铁皮种类不同,压入深度有深有浅,其分布面积由大有小,多数呈块状或条状。
实例见图3-1和图3-2。
成因:(1)加入时间过长,使得钢坯表面形成的氧化铁皮太厚而不易清除;(2)在轧制前,由于高压水压力不足或其他方面的原因,钢坯表面氧化铁皮未能得到有效的清理,造成钢坯在轧制过程中部分较厚或附着力较强的氧化铁皮呈片状或块状被压入钢板本体。
影响:氧化铁皮在钢板表面的压入深度和分布区域,通常情况下影响不如麻点。
修磨后,一般不影响钢板的使用。
4 表面夹杂(渣) inclusion/lard表面夹杂(渣)是钢板本体内嵌入或压入非本题异物的统称,分非金属夹杂(渣)、混合夹杂和金属夹杂三大类。
4.1非金属夹杂(渣) non_metallic incusion/nonmetal lard特征:不具有金属性质的氧化物、硫化物、硅酸盐和淡化物等嵌入钢板本体并显露于钢板表面的点状、片状或条状缺陷。
成因:(1)在炼钢过程中脱氧剂加入后形成的脱氧化合物,在凝固过程中来不及浮出、排除而残留于钢坯中,轧制后暴露于钢板表面;(2)炼钢中间包、钢包等的耐火材料崩裂,脱落后进入钢水,并随钢水铸入板坯,轧制后暴露于钢板表面;(3)由于连铸浇速度过快,捞渣不及时,造成保护渣岁钢液卷入结晶器内,在钢坯和坯壳之间形成渣钢混合物,轧制后暴露于钢板表面;(4)钢坯在加热炉内加热时,加热炉耐火材料崩裂落到钢坯表面,轧制时压入钢板。
4.1.1 褐色非金属夹杂(“红锈”) brown non_metallic inclusion(red rust)特征:嵌入钢板体内的显露于钢板表面的点状、片状或条状的褐色或红褐色非金属物质。
有研究指出,“红锈”与钢中的硅含量和终冷温度有关。
实例见图4.1.1-1~图4.1.1-4。
影响:非金属夹杂有时易在钢板表面形成面积较大的条形压入,但压入的深度通常较浅,容易清理,基本不影响钢板使用。
4.1.2 白色非金属夹杂 white non-metallic inclusion特征:在钢板表面有嵌入本体的显露于钢板表面的点状、片状或条状的非金属物质,微观形态为白色或灰白色的岩相组织。
实例见图4.1.2-1~图4.1.2-4。
影响:白色非金属夹杂有时易在钢板表面形成面积较大的条形压入,但压入的深度通常较浅,容易清理,基本不影响钢板使用。
有时因较严重的“水口”侵蚀或剥落而产生的大型夹杂会造成钢板的判废,如图4.1.2-1所示。
4.2 混合夹杂 mix inclusion特征:在钢板表面有嵌入钢板本体内较深,呈现为块状,周边呈开放性的黑色的非金属和金属混合物质。
该种夹杂单体面积较大,个体之间呈条状排列,羁绊是沿轧制方向分布。
实例见图4.2-1~图4.2-6。
成因:大报和中包包衬侵蚀、脱落;连铸浇铸速度过快,捞渣不及时,造成保护渣卷入钢液。
上述因素导致结晶器内形成渣钢混合物,轧制后在钢板表面产生团块嵌入式延展开裂。
影响:缺陷的深度较深,有的超过钢板的厚度之半,甚至贯穿,起多数情况下造成钢板判废。
4.3 金属夹杂 metallic inclusion特征:嵌入或压入本体内的显露于钢板表面的点状、块状、条状等形状的金属物质。
实例见图4.3-1和图4.3-2。
成因:它是外来未熔今年书所造成的夹杂物,起多系偶然的外来因素造成的。
(1)连铸时,金属片、金属块、金属渣条等落入坯壳与拉矫辊之间,压入板坯壳内,轧制后暴露于钢板表面;(2)钢坯在火焰切割时,由于切割枪氧压便低或波动,造成大型的熔融渣铁粘附到切口边缘的上表面或下表面,在轧制时压入钢板表面。
影响:在钢板本体内形成较深的块状压入,由于它与金属基本在虎穴成分和变形条件方面存在明显差别,所以轧制过程中常因不均匀变形引起的附加应力作用而伴生各种不同形态的裂纹,该缺陷对钢板的影响取决于分布位置和数量,一般情况下,易造成钢板的判废。
5 裂纹 crack特征:在钢板表面上形成具有一定深度和长度,一条或多条长短不一、宽窄不等、深浅不同、形状各异的条形缝隙或裂缝。
从横截面观察,一般裂纹都有尖锐的根部,具有一定的深度并且与表面垂直,周边有严重的脱碳想象和非金属夹杂。
裂纹破坏了钢板力学性能的连续性,是对钢板危害很大的缺陷。
成因:(1)钢坯表面有横裂纹、纵裂纹、结疤或皮下气泡等缺陷,在轧制后没有被焊合或消除而演变为裂纹;(2)钢坯在加热炉内加热不匀或者轧件受力不均,使得轧件个部分延伸和宽度不一致,钢板在应力作用下形成裂纹;(3)钢坯加热或轧件冷却速度过快,产生较强的热应力或组织应力集中,而产生裂纹;(4)轧制过程中,喷水过多,使得轧制温度过低,钢板延展性变差,西成裂纹。
预防:(1)严格钢坯质量检验,不合格不投产;(2)加强钢坯的加热操作,控制好加热速度、加热温度和均匀加热,防止过热、过烧;(3)制定合理的轧制温度制度和压下规程,防止钢板的冷却不均或局部过冷。
5.1 纵裂纹 longitudinal crack特征:纵裂纹一般有良种形式:一种是成片状出现的沿轧制方向裂开的小裂口;一种是有一定宽度的粗黑线状裂纹。
纵裂纹主要出现在碳素结构钢板表面上,有时也少量出现在低合金类钢板表面,板厚大于20㎜的钢板出现纵裂纹的几率比较大。
纵裂纹破坏了钢板的横向连续性,对钢板危害性很大。
实例见图5.1-1~图5.1-7。
成因:(1)纵裂纹主要是由于钢坯在凝固过程中坯壳厚度不均造成的,当作用在坯壳的拉应力超过钢的允许强度时,在坯壳薄弱出产生应力集中而导致断裂,出结晶器后在二冷区扩展形成纵向裂纹,在纵向轧制中沿钢板轧制方向扩展并开裂;(2)如果钢板出现多道贯穿轧制方向的裂纹,则有可能是较严重的钢坯横裂在钢坯横向轧制时扩展和开裂形成的;(3)钢中大量气泡的存在,在加热及轧制过程中形成沿受力方向延伸的小裂纹,并经进一步扩展而导致开裂。
影响:视裂纹的长度、深度、数量、分布情况而定。
通常情况下,导致钢板被判废的可能性很高。
预防:防止纵裂纹产生的有效措施是使结晶器弯月面区域坯壳生长厚度均匀。
钢的碳含量、夹杂物含量、钢液温度控制、侵入式水口设计与插入深度、结晶器保护渣性质、结晶器导热均匀性、结晶器液面波动、二次冷却和钢液中气体含量等,都能影响初生坯壳凝固的均匀性。
因此稳定冶炼、连铸及轧制工艺是减少钢板表面纵裂纹产生的关键。
5.2 横裂纹 transverse crack特征:裂纹基本与钢板的轧制方向呈30°~90°夹角,呈不规则的条状或线状等形态,分布的位置、数量、状态、大小各异,具有一定深度和长度,破坏钢板纵向连续性。
实例见图5.2-1~图5.2-8。
成因:主要是由于钢坯振痕较深,造成振痕低部有微裂纹或坚壳带较薄,钢中的铝、氮含量较高,促使AIN、质点沿奥氏体晶界析出,诱发痕裂纹;钢坯在脆性温度700-900℃矫直;二次冷却强度过高,导致钢坯很裂纹在轧制中扩展和开裂;或者是不明显的钢坯纵向裂纹在钢坯横向轧制时扩展和开裂。
影响:横裂纹在钢板表面表现形态较多,起深度通常在0.5-1.5㎜,个别严重的可达到钢板厚度的1/4-1/3(如图5.2-2所示),早成钢板判废的倾向性很高。
预防:(1)采用高频率、小振幅结晶器振动;(2)二次冷配水量分布应使钢坯表面温度均匀并尽量减小钢坯表面和边部的温差;(3)根据钢种不同选择合适的保护渣,保护渣的用量和黏度既要保证减浅振痕,又要防止坯壳粘结;(4)钢坯矫直时避开脆性温度区;(5)合理控制钢中铝、氮的含量,以减少AIN的形成和析出。
5.3 皴裂 chap特征:在钢板表面呈现出数量较多、面积较大、较为短粗、长度不连续的横向裂纹,类似于冬季人手背部冻伤的裂口。
实例见图5.3-1和图5.3-2。
成因:当钢坯的加热温度超过临界温度A c3时,钢的晶粒过分长大,晶间结合力减弱,使钢坯的热塑性降低或者因钢坯表面存在细小的微裂纹在加热过程中被氧化,轧制中在钢板表面和角部产生裂纹或裂缝。
影响:皴裂出现在钢板表面时,通常表现为数量较多、分布面积较大,修磨和清理难度较大,对钢板表面质量影响较大,大多数情况下钢板被判废可能性较高。
5.4 龟裂 chap特征:钢板表面呈龟背状(网状)裂纹,一般长度较短,多呈弧形、人字形,方向各异,多产生在碳含量较高、合金数量较多的钢板表面,在钢板垛放期间会发生裂纹扩展,导致钢板判废。
实例见入 5.4-1和图5.4-2。
成因:(1)钢坯在较低温度进行火焰清理时,表面温度骤然升高引起热应力或在清理后冷却过程中产生组织应力,使钢坯表面轻微的炸裂;(2)钢坯加热温度或加热速度控制不当,造成钢坯局部过热(通常为钢坯的下加热面),过热部分出现一定深度的脱碳层,降低了钢的塑性,在轧制中由于表面延伸产生龟裂;(3)钢坯表面的网状裂纹或星形裂纹在轧制中扩展和开裂。