钢板分层

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热轧板轧制质量

热轧板轧制质量

热轧板材质量缺陷分析许国超2007-7-5摘要:在热轧厂,对于企业板材的轧制板材质量直接关系到经济利益,同时也是轧钢的水平的体现,轧制板材质量在各钢厂故十分重视,对于热轧板材的质量成因分析便十分必要,在经验及理论总结上,做出适当的分析十分必要的,本文是提供参考。

关键字:热轧板材板材缺陷板材质量热轧板材质量影响主要有以下几种:因近年来国家钢铁行业形势,热轧板材线也先后上了不少,预计未来的产能在板材中占有主导地位。

特别是先进的轧线应用不但大大提高了钢铁行业的整体装配水平,也提升了技术水平,缩短了与国外先进技术的差距,但是也为热轧工作的工人素质提出了更高的要求,对于掌握并吸收先进技术的程度也有了更高的要求。

对于轧制出的产品质量控制也有了更高的要求,热轧板材主要的质量问题有:卷形不良、氧化铁皮卷、折边、辊印、划伤、边裂、浪形、规格偏差、其他等。

1.卷形不良1.1塔形卷塔形卷是一种带钢边部卷绕不平齐,一处或多处呈螺旋状出边的不良卷形。

主要分为头塔和尾塔两种。

头塔是由于带钢头部偏离轧制中心线或2—3圈后从轧制中心线偏离导致的。

尾塔是由于带钢尾部偏离轧制中心线或2—3圈后从轧制中心线偏离导致的。

1.2塔形卷形成原因(1) 带钢自身原因来料镰刀弯、楔形、异常凸度以及波浪、气泡、头部温度低,材质硬度大等都容易产生头部塔形。

对策是要求精轧调压下水平,卷取操作方面应尽早打开助卷辊,(2)操作上的原因导板夹力过大,带钢弓起,运行不平稳,以及带钢中心偏离导板中心进入卷取机,对策是采用适当的夹紧力、夹紧方法,以及适当的导板开口度。

(3) 设备上的原因侧导板的部分松动以及动作不一致,夹紧力不足、侧导板偏心、下夹送辊不水平、夹送辊左右辊缝不平衡。

由于带钢尾部从精轧抛出时,带钢张力比正常状态低,因此,平时因为高张力而未能表现出来的使带钢横向移动的力就变得明显,使带钢横向移动后卷取,有时可以通过改变减速点来达到控制尾部张力。

1.3松卷松卷是指钢卷没有卷紧,处于松散状况的缺陷卷根据带钢的厚度、宽度、材质、卷取温度、卷取速度设定合适的张力。

超声无损检测 第7章 板材管材超声检测

超声无损检测 第7章 板材管材超声检测
白点:
波形密集尖锐活跃,底波明显降低,次数减少,重复性差,移动探 头回波此起彼伏。
质量分级
中部区域质量分级
边缘及剖口区域质量分级
钢板横波斜探头检测(非分层类缺陷)
1.探头:频率2Mhz~5Mhz、折射角β=45(K1)、晶片尺寸13mm~25mm。 2.试块: 1)与被检钢板厚度差不超过10%, 人工反射体为60°V形槽, 槽深 为板厚的3%(最大为3mm),槽 的长度不小于25mm。
2)当板厚小于等于50mm时, 只需在检测面加工一个V形槽; 当板厚大于50mm时,则需要 在检测面、底面各加工一个 V形槽。
3.距离—波幅曲线的确定(47013
4.扫查方式 5.验收标准
7.3 复合板超声检测
7.3.1 复合板中常见缺陷
复合板一般是用扎制、粘接、爆炸、和堆焊等方法,将碳钢或者低合 金钢等基材(母材)与不锈钢、钛、铝、铜等复合层粘合,以提高钢板的 耐腐蚀性。制造中常见的缺陷就是脱层,即复合层与母材结合不良。
缺陷的定量: 测定缺陷面积,NB/T47013.3
缺陷尺寸评定示例
缺陷尺寸的评定及质量分级
3.缺陷性质的估计
分层:
缺陷回波规律性较强,大多位于板厚中间位置,波形陡直,底波明 显下降或消失。
折叠:
当折叠在检测面附近时,底波明显下降,次数减少,甚至消失,始 波加宽;当折叠位于底面且较薄时,很容易与底波混淆,底波会前移, 若扫查速度较快有漏检的可能。
灵敏度低的情况,需采取改善措施。 * 将探头有机玻璃斜楔修磨成与被检管材曲率相近的曲面。 * 使用接触式聚焦探头。
(1)试块的制备和要求:
试块应采用与被检钢管 相同规格、材质、热处理工 艺的钢管制做,人工缺陷为 纵向的矩形槽或60°的V形槽 ,对比槽尺寸按NB/T47013 标准表18。

分层分级专业定义

分层分级专业定义

分层分级专业定义
分层和分级在不同的领域中有不同的含义。

在材料科学中,分层通常是指钢板与钢管轧制时形成的内部缺陷,通常由于钢坯质量问题(如缩孔残余、气泡、夹杂、疏松)在轧制钢板和钢管时未能焊合而造成。

这种分层会使钢材的性能受到影响,因此制造锅炉、压力容器的钢板不允许有分层缺陷。

分级则是一个与材料粒度相关的概念,根据固体颗粒因粒度不同在介质中具有不同沉降速度的原理,将颗粒群分为两种或多种粒度级别的过程。

分级最常用的流体介质为水,称湿法分级或水力分级,其次为空气,称干法分级或风力分级。

如果需要更多分层和分级在不同领域的专业定义,建议查阅相关领域的专业书籍或文献,或者咨询相关专家。

热轧带钢缺陷图谱

热轧带钢缺陷图谱

热轧带钢缺陷图谱————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ热轧带钢外观缺陷Visual Defects inHot Rolled Strip 2.1 不规则表面夹杂(夹层)(IrregularShells)【定义与特征】板带钢表面的薄层折叠,缺陷常呈灰白色,其大小、形状不一,不规则分布于板带钢表面。

【产生原因】板坯表面或皮下有非金属夹杂,这些夹杂在轧制过程中被破碎或暴露而形成夹层状折叠。

【预防与纠正】优化炼钢、精炼工艺,提高钢质纯净度。

【鉴别与判定】肉眼检查,钢板和钢带不得有夹层。

2.2 带状表面夹杂(夹层)(Seams)【定义与特征】板带钢表面的夹杂呈线状或带状不规则地沿轧向分布,有时以点状或舌状逐渐消失。

【产生原因】板坯皮下的夹杂在轧制出现剧烈延伸、破裂而造成。

【预防与纠正】优化炼钢、精炼工艺,提高钢质纯净度。

【鉴别与判定】肉眼检查,钢板和钢带不得有夹层。

2.3 气泡(Blisters)【定义与特征】板带钢表面凸起内有气体,分布无规律,有闭口气泡和开口气泡之分。

【产生原因】板坯由于大量气体在凝固过程中不能逸出,被封闭在内部而形成气体夹杂。

在热轧时,空洞与孔穴被拉长,并随着轧材厚度减薄,被带至产品的表面或边部。

最终,高的气体压力使产品表面或边部出现圆顶状的凸起物或挤出物。

【预防与纠正】优化精炼工艺,保证吹氩时间,使钢水搅拌均匀,避免气体残留;保证中间包烘烤时间;保护渣要符合工艺要求,避免受潮。

【鉴别与判定】肉眼检查,钢板和钢带不得有气泡。

2.4 结疤(重皮)(Scabs)【定义与特征】以不规则的舌状、鱼鳞状、条状或M状的金属薄片分布于带钢表面。

一种与带钢基体相连;另一种与带钢基体不相连,但粘合到表面上,易于脱落,脱落后形成较光滑的凹坑。

【产生原因】由于板坯表面有结疤、毛刺,轧后残留在带钢表面。

无损检测超声波探伤第7章 板材、管材

无损检测超声波探伤第7章 板材、管材
② 底面第一次反射波(B1)波幅低于显示屏满刻度的50%,即B1<50%。
B1 F1
B2
50 F2
B1 F1
B2 50
F2
B1 B2
0
5
10
① (F1≥曲线)
0
5
10
② 双晶探头t<20mm (F1≥50%)
0
5
10
③ (B1<50%)
2.缺陷的测定 扫查发现缺陷后要测定缺陷的位置、大小,并评估缺陷的性质。 (1)缺陷位置的测定:包括深度位置和平面位置。
根据金属板材的材质不同,常见的金属板材有 钢板(CL5900、CS3230)、铝板(CL6260、CS3080)、 铜板(CL4700、CS2260)……等等。
实际生产中钢板的应用最广,因此这里以钢板 为例来说明板材的超声波探伤。
普通钢板是由钢锭轧制而成。普通钢板包括碳素钢、低合金钢以及奥 氏体钢板、镍及镍合金钢板和双相不锈钢板。
由于钢板加工方式的原因,钢板中的缺陷大多是面积形缺陷。缺陷的 形成一方面是由于材质特性造成,一方面是由于加工工艺造成。
分层、折叠缺陷是在轧制过程中形成,基本都与表面平行。
根据钢板厚度的不同,将钢板分为薄板、中厚板和厚板。
δ<6㎜ 薄板
6≤ δ ≥40㎜ 中厚板
δ >40㎜ 厚板
厚板的探伤常用垂直入射的纵波检测法,又称为垂直检测 法;薄板的探伤常用板波检测法。(详见第五章)
(4)缺陷边界范围和指示长度的测定:
47013标准5.3.6.2规定了缺陷边界的测定方法。 ① 检出缺陷后,应在他的周围继续进行检测,以确定缺陷的范围。 ② 板材<20㎜用双晶探头确定缺陷的边界范围或只是长度时,探头的 移动方向应与探头的隔声层相垂直,并使缺陷波下降到检测灵敏度条件 下显示屏满刻度的25%,探头中心点即为缺陷的边界点。 ③ 板材厚度20㎜~60㎜用双晶直探头确定缺陷的边界范围时,探头的 移动方向应与探头的隔声层相垂直,并使缺陷波下降到距离波幅曲线, 探头中心点即为缺陷的边界点。 ④ 用单直探头确定缺陷的边界范围或指示长度时,移动探头使缺陷第 一次波波高下降到距离波幅曲线,探头中心点即为缺陷的边界点。 ⑤ 确定底面第一次反射波波幅低于满屏50%时,探头移动(单探头或双 直探头)使底面第一次反射波升高到显示屏满刻度的50%,此时探头中 心点即为缺陷的边界点。

中板产品常见缺陷、产生原因及判定

中板产品常见缺陷、产生原因及判定
留在钢板表面上。 【鉴别与判定】 肉眼检查。裂纹缺陷不允许存在,允许修磨,但修磨深度和面积不得超过
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。

冷轧产品常见缺陷图谱与判断(doc40页).doc

冷轧产品常见缺陷图谱与判断(doc40页).doc

冷轧产品常见缺陷图谱与判断目录结疤(4)表面夹杂(5)分层(6)氧化铁皮压入(7)辊印(8)压痕(压印、压坑)(9)扁卷 (10)瓢曲 (11)镰刀弯 (12)折迭(13)边裂(14)气泡(15)折皱(16)刮伤(17)擦伤(划伤、划痕)(18)撞伤(19)切斜(20)欠酸洗(21)过酸洗(22)停车斑(23)浪形(24)氧化色(25)振动纹(26)平整斑(27)粘结(28)塔形(29)溢出边(30)卷取擦伤(31)锈蚀(32)松卷(33)凸包(起筋、隆起、鼓包)(34)厚度不合(35)长度不合(36)平整纹(37)孔洞(38)黄斑(39)黑斑(40)1.缺陷名称:结疤定义与外观:附着在钢带表面,形状不规则翘起的金属薄片称结疤。

呈现叶状、羽状、条状、鱼鳞状、舌端状等。

结疤分为两种,一种是与钢的本体相连结,并折合到板面上不易脱落叫闭口结疤;另一种是与钢的本体没有连结,但粘合在板面上,易于脱落,脱落后形成较光滑的凹坑称为开口结疤。

成因:●冷轧基板表面原有的结疤、翘皮等缺陷未挑出,经冷轧后残留在钢带表面上;●冷轧时钢板表面粘附异物,经轧制压入钢带表面。

危害:导致后续加工使用过程中出现金属剥离或产生孔洞。

预防及消除方法:加强冷轧基板的检查,检查判断:●用肉眼检查;●不允许存在结疤缺陷,一般判利用品或以下等级,对局部结疤缺陷,允许切除带有结疤部分带钢的方法清除。

如结疤已脱落,则比照压痕缺陷处理,若深度没有超出相关标准规定,可以参照相应标准进行判定。

2.缺陷名称:表面夹杂定义与外观:冷轧基板皮下或表面非金属夹杂、夹渣在冷轧加工过程中破裂而暴露在钢带表面,一般呈点状、块状、线状或长条状无规律的分布在薄板的表面。

其颜色一般呈棕红色、黄褐色、灰白色或灰黑色。

成因:冷轧基板皮下夹杂轧后暴露或基板的表面原有夹杂轧后残留在带钢表面(炼钢浇铸原因)。

危害:可能导致后续加工过程中产生孔洞、开裂、分层。

预防及消除方法:●严格遵守浇铸制度●加强冷轧基板表面质量检查。

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

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。

国内外中厚板外观质量对照表(4) 机械性能一次检验合格率低,,性能商检不合格率大。

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钢板分层最近探了一批钢板,发现存在大面积的分层缺陷,在网上找了一篇资料挺不错的,和大家一块分享。

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。

二、封闭型分层1、分层形貌某厂生产的板材分层是封闭型分层,这种分层从钢板的表面分辨不出来。

只能从拉伸断口以及超声波探伤才能发现。

对D级船板进行生产检验时,发现其中多个批号的拉伸试样断口有分层,且对应的力学性能延伸率明显偏低。

拉伸试样分层见图7,钢板切割后低倍发现分层图8。

图7 拉伸试样分层形貌图8 钢板切面分层形貌试样的拉伸断口均有明显的层状断裂特征,分层沿着试样的宽度方向(钢板的纵向)近似平行分布。

层区的断口颜色为灰白色和浅灰色相间分布,分层区以外的断口宏观形貌与正常断口相同。

2、分层原因探讨1)钢板超声波探伤:钢板拉伸断口出现分层钢板,对其进行超声波探伤检查,探区的全面积内均有高低不一的断续的缺陷波显示,估计缺陷性质为非金属夹杂物引起的分层现象。

2)低倍分析通过对试样直接做厚度方向的低倍分析,发现在试样厚度方向的1/2处都存在着明显的黑线或黑带,说明中心存在中心偏析。

3)钢板化学成分分析在上述试样的1/4厚度处各取一个点和中心分层处取一个点进行钢材化学成分分析,以检验钢材内非金属含量和是否存在偏析现象。

钢材的化学成分分析结果如表1所示。

C Si Mn P S中心分层处9.326 1.15147.4上表面925 1.0910 5.07下表面8.924 1.0811 5.22从表1可以看出无论是基体处,还是有硫化物集聚的偏析区,钢材的化学成分均符合国家标准的要求,但是对于Mn、P、S含量来说,钢板中还存在着不同程度的成分偏析现象,发生分层处的Mn、P、S的含量均高于其他地方。

4)金相分析:对断口进行高倍分析,结果表明存在晶间裂纹,见下图。

炉号规格轧制方式夹杂物金相组织晶粒度0560360010550mm待温900度A1.5+D1F+P,P呈现条带状分6-6.5布图9 金相组织图10 晶间裂纹进一步作微观分析,试样的金相组织为铁素体加珠光体,晶粒度为6~6.5级,在试样的整个横截面上硫化物夹杂分布很均匀,但在分层附近有大量明显呈细条状的硫化物夹杂。

级别为3级。

用3%的硝酸酒精腐蚀试样表面,再用放大倍数为100的显微镜观察,从中可以看出沿板厚方向存在明显晶间裂纹和片状硫化物夹杂。

试样拉伸时在铁素体带上密集分布的硫化物处产生大量微裂纹,同时超长铁素体带的变形又受到阻碍,导致该处在试样拉断之前裂纹已经贯通,最终在断口上形成分层。

因此,拉伸试验断口出现分层的又一个原因是试样中存在密集分布的硫化物和超长的带状组织。

3、采取措施针对某钢铁公司目前的实际情况,分析认为,由于产生分层缺陷的钢板对应的为消除钢板分层缺陷,提高钢板质量,需从炼钢和轧制两个方面做工作。

炼钢钙化处理:由于分层钢板处硫化物夹杂主要呈细条状分布,因此,通过在精炼完毕后,喂Ca-Fe线对钢水进行钙化处理,促使夹杂物变性上浮,是目前减少钢板分层的最主要措施。

当钢液中钙铝比达到0.09时,氧化铝夹杂物多变性为12CaO·7Al2O3或与其成分相近的低熔点物质,有利于降低>5μm夹杂物的数量比例,使钢中夹杂物球化率提高,有利于夹杂上浮。

加强终点控制:炉前操作上提高转炉终点碳含量,降低钢中全[O]和自由氧含量,提高钢的清洁度。

降低〔P〕〔S〕含量,减少偏析倾向化学分析表明,偏析处磷硫及夹杂成分较高。

因此必须在转炉吹炼时低温脱P、高温脱S,挡渣出钢和LF炉造渣脱S,尽量降低〔P〕〔S〕含量,减少偏析。

提高钢水镇定时间:提高钢水镇定时间,促使夹杂物上浮排除,因此必须在喂线后确保5min以上的软吹氩时间。

优化LF炉造渣工艺:LF炉加埋弧渣和Al丸(粉)造渣脱氧,加大LF炉精炼石灰用量,提高炉渣吸附夹杂能力。

VD真空处理:由于厚板压缩比小,钢坯的头部疏松在轧制过程中难以焊合。

除降低钢液中夹杂物外,减少气体含量至关重要。

由于钢中的氮将会使钢的宏观组织疏松,甚至会产生皮下气泡和偏析。

因此通过VD真空处理,降低钢中气体含量,有利于大幅度提高钢水质量。

2)轧制优化轧制规程,增加压缩比,采用横纵轧,尽可能的通过轧制消除一部分内部缺陷。

钢板分层主要与钢板轧制过程中在板厚方向上形成的非金属夹杂物(主要是硫化物和氧化物)的形状以及钢板冶炼过程中硫、磷出现中心偏析有关。

如果沿板厚方向非金属夹杂物被压成薄片,出现片状杂质引起钢板的分层(夹层)现象,则会使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化,急剧降低Z向延伸性和塑性指标。

分层是钢材的质量问题,是不允许存在而实际又可能存在的缺陷,要消除钢板中的分层缺陷,除了从炼钢和轧制两个方面做工作,提高钢材内部质量外,一个最有效的方法就是对钢板逐张进行100%的超声波探伤,将缺陷消除在最初阶段。

案例1:上海某钢结构公司钢板分层质量异议上海某钢结构公司向某钢铁公司产品的Q390E钢板40mm规格提出分层异议,某厂技术人员、探伤人员抵达上海处理质量异议。

图11 Q390E钢板40mm钢板钢板超声波检查发现,钢板有较多的缺陷,但底波没有下降或消失,因此钢板内部夹杂物多、钢板无分层。

图12 钢板缺陷波高、底波探伤图用户对钢板厚度方向进行磁粉检查及渗透检查,发现钢板沿1/2厚度处有明显的偏析线。

经与用户进行技术交流,认为:1、钢板无分层;2、在钢板1/2厚度处夹杂物多,有明显偏析线;3、钢板按国家标准GB/T1591、GB3274为合格钢板。

4、连铸坯生产的中厚板不可避免的存在偏析线。

图13渗透检查有偏析线图14磁粉检查有偏析线附:分层的动态波形图15夹层波形图案例2 华中某钢结构分层质量异议情况华中某钢结构厂加工印度一家发电厂用的钢结构。

某钢厂为该客户提供了两批钢板,第一批为80mm厚的Q345B大约200多吨,该批钢板全部为保探伤,使用过程中未出现任何问题;第二批为50mm、55mm和60mm三个厚度规格的Q345B大约500多吨,该批次钢板无探伤要求。

武汉华电公司将某钢厂的钢板从中间切开后,将四块钢板进行拼焊成四方形立柱,焊接完成后,有一根立柱的钢板(现场发现分层缺陷的钢板有1块,由于客户要求发现缺陷部分立柱全部报废,故涉及5块钢板)在焊接后2—3天后发出巨响,后到现场确认发现有分层现象(如下图)。

用探伤仪对焊接后的钢板进行了探伤,结果发现,上述缺陷基本都出现距离边部大约60mm范围内,对钢板其它部位进行探伤检测,发现有一定缺陷,但远没有边部范围那么严重。

还对部分未经过加工处理的钢板进行了探伤检查,发现部分钢板内存在比较严重的缺陷。

为了进一步确认缺陷可能带来的危害,焊接专家提出通过焊补方式来挽救已经加工完成的钢结构件方案,但客户不同意,华中某钢结构厂坚持要报废,只能做报废处理。

钢厂查炼钢生产过程,出现缺陷钢板为08年8月19日生产的A809836炉。

未经过真空和微合金化处理,钢包炉直接上台,其它过程都比较正常。

轧制方式为热轧。

出厂前进行探伤。

图16 裂纹图经专家分析,与钢水直接上台有关,偏析比较严重。

因此保探伤钢板进VD或RH炉进行抽真空处理为好。

图17 分层钢板图案例3 船板拉伸断口分析各类金属拉伸断口是各不相同的,即使是同一材料也会出现各种不同的断口。

虽然在各种材料试验规范中,对拉伸断口的评定没有明文规定,但试样的断口进行评定,有助于评定材料的质量及发现材料的特殊缺陷,如材料出的断口分层、夹杂等,组织形态不均的内部缺陷和表面缺陷,在检验或实物判定上有重要参考作用。

一般钢板拉伸试样出现分层多在20㎜以上规格的中高合金钢板,其分层的表现,有出现在断口的,有出现在断口内外的,有出现在端口外侧的,有出现在端口外侧颈缩区以内或以外的等,分层有显著,不显著的,有一道的,也有多道的。

一般将拉伸试样的断口分层分为断口界面内出现的分层、断口侧面出现的分层(或褶皱)、颈缩区域与接近颈缩区域的分层、断口面内出现的多条分层、贯穿断口截面的分层、断口截面异常组织中出现的分层等六类。

某厂针对底船板出现拉伸断口开裂的情况,选取了3个比较典型的异常断口试样和1个正常断口试样进行了金相、夹杂、气体和酸洗低倍分析。

中样号 钢种 断口9230302D36开裂9210212A开裂9012012A开裂9222412A36正常1、断口宏观形貌及酸洗低倍从断口裂纹的特点来看,主要在中心线位置形成“锯齿”状的断裂口,有向基体内部形成裂纹的趋势。

从表面酸洗情况来看,在试样厚度1/2处有比较明显的偏析,断口沿着偏析线向基体内延伸。

图18 断口情况2金相夹杂分析对试样进行金相组织和夹杂物级别分析,金相组织均为铁素体+珠光体。

试样内部只有少量球状夹杂物,夹杂物大小10微米左右;在拉伸变形位置发现试样存在偏析组织。

下图所示:图19 正常断口试样拉伸变形处截面组织编号:9222412 100X 3%硝酸酒精腐蚀夹杂物:D1 带状组织:1.5级图20 断口开裂试样拉伸变形处截面组织编号:9012012 100X 3%硝酸酒精腐蚀夹杂物:D1、DS0.5 带状组织:1.5级图21 未变形处截面组织编号:9210212 100X 3%硝酸酒精腐蚀夹杂物:D1、DS1.5 带状组织:0.5级3气体分析取1个断口正常试样和2个断口开裂试样进行气体分析,9222412号试样是LF+RH的精炼处理,9210212号试样未经过真空脱气处理,从氧、氮的含量来看应属于正常范围。

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