带钢边部裂纹原因分析_黄海玲
CSP工艺Q235 B热轧带钢边部裂纹成因分析
４９ ．
Ｅ ］ 杨 晓 江．薄 板 坯 连 铸 结 晶器 保 护 渣 技 术 ［］ ８ Ｊ ．炼 钢 ，
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Ｓｏｃｅ ｙ， １ ９４：３ — ０３ ｉｔ ９ ９７ ４ ．
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２ 铸 坯 角 部 及 带 钢 边 部 裂 纹 分 析
２ １ 铸坯 角 部横 裂纹 ． Ｑ２ ５ ３ Ｂ铸 坯 角部 裂 纹 的宏 观 形 貌 如 图 １所
作者简 介： 彭其 春 （ ６一 ， ， 汉 科 技 大 学 教 授 ， 士 １ ４ ）男 武 ９ 博
２６ ４
武Hale Waihona Puke 汉科技大
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报
２１ ０ ２年 第 ４期
［２ 王 小 燕 ， 月 兰 ， 慧 ， ．Ｃ Ｐ热 轧 薄 板 表 面 边 裂 ２ 李 丰 等 Ｓ 成 因初 探 Ｅ］ Ｊ ．中 国冶 金 ，０ ５ １ （ １ ：８５ ． ２０ ，５ １ ） ４—１
ｗｅ ｅｔｋ ｎ ｏ ３ Ｂ ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ａ ｔｎ ｌｂ ａ ｄ ｈ ｔｒ ｉ ｄ ｃ ｉ ｏ ｈ ｒ ｃ ｉｇ ｐ ｉ ｔ ｅ ｐ ｃｉｅｙ， ｒ ａ ｅ ｆＱ２ ５ ｏ ｔｎ ｏ ｓｃ ｓｉｇ ｓａ ｎ ｏ— ｏｌ ｏｌ ｎ ｔ ｅｃ ａ ｋ ｎ ｏｎ ，ｒ ｓ ｅ ｔ ｌ ｅ ｖ
热轧带钢表面质量缺陷原因分析
热轧带钢表面质量缺陷原因分析热轧带钢是一种重要的金属材料，在工业生产中广泛应用。
然而，在制造过程中，热轧带钢表面存在着一些质量缺陷，例如皱纹、切口、拉伤等。
这些缺陷不仅影响带钢的质量，降低使用寿命，还会对生产造成一定的经济损失。
因此，分析热轧带钢表面质量缺陷的原因对于提高带钢质量、增加产品价值具有重要意义。
1. 材料缺陷热轧带钢的材料质量是表面缺陷形成的根本原因。
有时热轧带钢的原材料中可能存在内部缺陷，例如裂纹或夹杂物。
这些缺陷可能在制造过程中扩大，进而形成表面缺陷。
这种问题应通过改进原材料质量的方法来解决。
2. 制造工艺热轧带钢的制造工艺也是表面缺陷的重要原因。
良好的制造工艺是确保带钢表面光洁度和无缺陷的关键。
制造过程中可能存在过度冷却、过度加热、轧制速度过快等问题，这些因素可能导致热轧带钢表面缺陷。
3. 设备故障热轧带钢生产设备在使用过程中，可能因为磨损、紧固件松动等问题而发生故障。
这些故障可能导致热轧带钢表面产生缺陷。
为了避免这种情况发生，应定期检查设备，及时更换老化部件。
4. 人为操作失误操作失误可能会导致热轧带钢表面缺陷的发生。
例如，未正确安装辊子、操作员没有合适的工作经验、操作员未能正确识别热轧带钢表面局部瑕疵等。
避免这种情况发生的方法是提高操作技能和认真遵守操作规程。
总体而言，热轧带钢表面质量缺陷是由多种因素造成的。
只有深入分析起因，才能制定出正确的解决方案来改善带钢表面质量。
提高带钢表面质量将有助于提高热轧带钢的经济价值和竞争力，同时可以减少带钢在生产和使用中产生的故障，为工业生产带来更多的便利。
带钢裂边现象的产生及解决办法
带钢裂边现象的产生及解决办法马钢股份公司第三轧钢厂 李善于摘 要：本文对马钢窄带钢在生产中出现的裂边现象进行了分析，并提出了整改措施关键词：热轧；窄带钢；裂边；原因；分析1.问题的提出三轧厂热轧窄带钢于90年1月投入生产设计能力为10万吨，截止到2001年实际生产能力超28万吨。
热轧窄带钢主要作为焊管及冷轧带钢生产的原料，其表面质量的好坏，对冷轧及焊管最终产品质量产生很大影响。
一方面影响其产品的市场形象，另一方面给焊管及冷轧带钢生产带来一定难度，用户提出质量异议。
带钢存在裂边（带钢边部有裂口，呈不规律状或锯齿状），经冷轧后裂边被拉长、拉深，导致冷带两边或单边需切除10mm 左右，不但影响冷带成材率的提高而且造成纵剪宽度不配套，金属损失严重；带钢裂边对焊管的主要影响：裂边分布在焊缝处，经水压试验时，焊缝处易漏水，从而直接影响焊管产品质量。
2.车间生产工艺情况简介 带钢生产所用普碳连铸方坯，在二架横列式φ５００mm 粗轧机组上，轧制七道次或九道次，然后中间坯连续通过一立二平一立四平共八架精轧机组，其间共分布五架电动活套装置，从而生产出2．20～4．00×１２８～２０８mm 系列带钢。
车间工艺流程简图如下：H1 H2 H3 H4 H5加热炉 立辊 二平辊 立辊 H2 四平辊及H1～H5电动活套粗轧机组 精轧机组3.裂边原因分析3.1从裂边的分布及形状分析通过现场观察发现：多数裂边出现在单边，而且为局部分部，整盘带钢产生裂边的情况较少。
通常是一根带钢仅边部某一处存在长约5～20mm 的裂边；或一根带钢仅单边存在3～5处有裂边，长约15mm ，深度约5mm ，存在明显的金属掉肉现象。
在大多数情况下，裂边在成品带钢上是间断、无周期性分布的；有时一个班次没有裂边产生，有时一个班次有5至10根带钢存在裂边。
这表明裂边在带钢上的分布是不规则的，而且通常情况下是单边分布。
3.2从钢坯加热分析带钢加热炉是三段连续式燃煤气加热炉，上加炉采用平焰烧咀，下加热采用亚高速烧咀。
热轧带钢边裂原因分析
DW H# 低倍检验 为了对钢坯进 行 质 量 判 定 ! 对同批的连铸坯进 行了低倍热 酸 蚀 宏 观 检 验 ! 其 低 倍 组 织 见 图 !" 从 柱 状 晶 粗 大! 皮 下 裂 纹 #W 角 图 ! 中可以看出 ! , 级! 部裂纹 )W 中心裂纹 ! 级和非金属夹杂 #W ,级! ,级" 可见 ! 连铸坯存在着一定的低倍组织缺陷 "
锯齿状 " 有的已经氧化呈现锈斑 " 且裂纹向内延伸 ’ DW D# 化学成分分析 钢的化学成分不仅影响钢的性能 " 也使其显微组 织有所差异 " 笔者将大包取样测得的化学成分与其轧 制后的带钢的化学成分进行对比 " 结果列于表 # ’ 从表 # 中可以 看 出 " 中间包的含碳量与轧制后 钢卷的含量不同 " 轧制后钢卷的含碳量明显要低 " 且 低于该种钢的国标最低值 "W " [\ ’
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质量控制
化学成分分析及金相检验等方法 " 对出现边裂的带钢卷进行了解剖 摘 # 要 !采用低倍组织试验 ! 分析 # 结果表明 " 钢坯的内在缺陷 ! 加热温度偏高及加热不均匀是产生边裂的主要原因 #
关键词 !边裂 $低倍组织 $显微组织 $夹杂 $粗晶 $脱碳 $过热 中图分类号 ! ! # ’ ( # ) !### 文献标识码 !*### 文章编号 ! # " " # + ) " # ! ! " " ) # ! + " [ ! $ + " )
带钢轧制过程中产生坯子裂纹的原因
带钢轧制过程中产生坯子裂纹的原因咱今儿就来唠唠带钢轧制过程中产生坯子裂纹这档子事儿。
你说这好好的坯子，咋就出现裂纹了呢？这就好比一个人好好的脸上突然多了道疤，多闹心啊！首先啊，材质问题就可能是个大祸根。
要是这原材料本身就不咋地，那在轧制过程中能不出问题吗？就好像盖房子用了质量差的砖头，那房子能牢固吗？这坯子也是一样的道理，要是材质不行，就容易出现裂纹。
温度也是个关键因素呢！温度过高或者过低，都可能给坯子带来伤害。
温度太高了，坯子就像被火烤得太久的面包，容易干裂；温度太低呢，坯子就跟被冻僵了似的，能不脆吗？这就好比人啊，在极冷或极热的环境下待久了，身体也会不舒服呀。
还有轧制工艺呢，这可太重要了。
要是轧制的力度啊、速度啊没把握好，那不就跟人走路不小心崴了脚似的，能不出问题吗？要是压得太狠了，坯子能受得了吗？那不得裂给你看啊！这就像你对一个东西使了太大的劲，它能不被弄坏吗？设备状态也不能小瞧啊！设备要是有啥毛病，就像一辆车的轮胎瘪了，还能好好跑吗？设备要是不给力，轧制过程中能保证坯子的质量吗？那可真不好说。
咱再想想，操作工人的水平不也很关键吗？要是操作工人没经验，或者不小心犯个错，那不就可能导致坯子出裂纹吗？这就跟厨师做菜似的，手艺好的做出来的菜色香味俱全，手艺不行的可能就把菜给搞砸了。
所以啊，要想避免带钢轧制过程中坯子出现裂纹，就得从这些方面都下功夫。
得把好原材料的关，控制好温度，优化轧制工艺，保证设备状态良好，还得让操作工人都有一手好技术。
这样才能让坯子顺顺利利地被轧制出来，没有那些让人头疼的裂纹。
咱可不能小看这些问题啊，这关系到产品的质量，关系到企业的效益呢！要是坯子裂纹多了，那得浪费多少材料啊，得损失多少钱啊！咱得重视起来，认真对待，别让这些小问题变成大麻烦。
你说是不是这个理儿？咱可不能让坯子的裂纹影响了整个生产过程，得想办法把这些问题都解决掉，让带钢轧制顺顺利利的，让产品质量杠杠的！。
热轧带钢边裂缺陷成因分析
热轧带钢边裂缺陷成因分析摘要：通过相关工艺调查分析、金相检验和跟踪试验等方法，研究了热轧带钢边裂缺陷的产生原因，为有的放矢地采取措施治理边裂缺陷创造了条件。
关键词：热轧带钢边裂气泡角横裂在热轧板厂的生产历史上，曾连续多年都有数百至上千吨钢卷产生边裂（又曾判为“过烧”）缺陷，涉及的钢种有q195、q235、09sivl、p510l、08al、stb32、x46、x52、09cuptire和花纹板卷等。
热轧带钢边裂缺陷是指钢板边缘沿长度方向的一侧或两侧出现破裂，其裂口处有氧化色或夹杂的缺陷，严重者钢板边部全长呈锯齿状。
国内外许多研究结果均表明，热轧带钢边裂缺陷产生的主要原因是：板坯边缘存在角横裂、皮下气泡等缺陷；板坯边缘有夹杂；轧件边部温度过低，或轧制张力设定过大；板坯的硫、铜含量较高，轧制时钢板的热脆性大。
由于产生边裂缺陷的原因较多，一段时间内热轧生产线发生边裂缺陷的钢卷数量又大，批次集中，因此公司专门成立了现场工作队，决心深入系统地研究此缺陷产生的原因，以便采取有针对性的治理措施，减少或最终消除边裂缺陷，减少企业经济损失。
1、研究方法由于造成热轧钢卷边裂的原因曾经大部分都判定为热轧加热工序“过烧”造成，具体数量见表1。
因此，现场工作队首先对热轧加热工艺进行了全面调查分析；同时不断地取缺陷样送钢研院检测中心进行金相和电镜检验分析；为进一步验证缺陷原因的调查分析结果，还专门进行了跟踪试验进行验证。
2、研究结果2.1 热轧加热工艺调查研究针对一段时间内热轧带钢边裂缺陷频繁发生的情况，现场工作队对发生边裂缺陷的63个炉次的热轧加热工艺进行了调查，调查结果见表2。
其中q235g—31炉次， p510l—16炉次，hp295—7炉次， stb32—5炉次， x46和x52—3炉次以及q195lc—1炉次。
从表2可以看出，尽管x46和x52的加热温度靠规程下限，以及q195lc的加热温度靠规程上限，但是发生边裂缺陷的各钢种的热轧加热工艺都符合规程要求。
带钢边部裂纹原因分析_黄海玲
度偏低 , 而其他部位片状珠光体强度 、硬度高 , 以致表 面延展性不同而导致边部开裂 。
3.1.2 组织偏析 取规格为 2.75ｍｍ ×225ｍｍ的 65Ｍｎ带钢的失效样 品 , 用户冷轧至 2.4ｍｍ厚时发现裂边 。检验情况如下 : 纯洁度较好 ,裂纹部位干净 ;浸蚀后组织为 Ｆ+Ｐ+Ｓ, 组 织不均匀 , 有明显的偏析 (即贫碳 、富碳 ), 而裂纹正好沿 偏析区 (富碳区 )走向 (图 2), 边缘组织细小 。
图2
图1 初步分析冷拉过程中由于脱碳严重导致强度 、硬
初步分析原因为组织不均匀 , 偏析明显导致各项性 能不一样 ;同时边缘组织细小 ,塑性低硬度高 ,导致裂边 。
3.1.3 三次渗碳体析出 取炉号为 62 -15111的 Ｑ195的带钢失效样品进 行检验分析 , 发现有一定量的夹杂物存在 , 边裂部位 无异常现象 ;观察组织时发现边缘组织为有一定深度 的 Ｆ +ＦｅＣ3 +少 量 Ｐ片 , 中心 组 织为 Ｆ +个 别 的 ＦｅＣ3 , ＦｅＣ3 沿晶界分布且聚集 (按标准图片评级为 5 级 ), 边裂沿 ＦｅＣ3 走向 (图 3)。 初步分析原因为 :夹杂物的 存在增加了钢 的脆 性 ;低碳钢退火后应获得纯铁素体组织 , 出现三次渗
图4
图5 初步分析原因为脱氧不到位 、坯上带有裂纹或夹 杂物严重 。 4
3.2 原因分析 3.2.1 夹杂物对边裂的影响 带钢中夹杂物的存在形式主要为 Ｂ类 、Ｃ类及外 来夹杂物 , 且 Ｂ类 、Ｃ类的级别较高 , 因他们均为脆性 相 , 破坏了钢的基体连续性 , 尤其是量大但分布不均 匀时 , 降低了金属的力学性能 , 特别是使金属的延展 性 、塑韧性大为降低 , 在轧制过程中产生裂边 。 3.2.2 脱碳对边裂的影响 带钢中脱碳较严 重时 (主要 存在中碳钢中 ), 脱 碳部位为纯铁素体组织 , 钢的强度 、硬度均偏低 。 脱 碳部位组织与基体组织之间的硬度有较大差异 , 在轧 制过程中必然导致各部位的延展性不同而导致裂边 。 3.2.3 组织偏析对边裂的影响 任何一种钢如果组织偏析严重 , 即贫碳 、富碳区 明显时 , 对性能均有一定的影响 ;尤其是带钢 , 形成了 明显的带状组织 , 以致钢的力学性能呈各向异性 , 截 面收缩率较低 , 并以横向更甚 。 带状严重的钢材制成 的工件缺乏应有的塑性和韧性 , 在热处理时易产生变 形 , 且硬度不均匀 。贫 、富碳区的强度和硬度有较大 的差异 , 在轧制时延展性也就不同 , 尤其是富碳区的 强度和硬度大而塑韧性差 , 容易开裂 , 所以组织偏析 的钢其边部裂纹一般是沿富碳区走向 。 3.2.4 三次渗碳体对边裂的影响 在低碳钢中 ,尤其是深冲薄板退火后的正常组织为 纯铁素体组织 ,但有时在铁素体的晶界上会出现三次渗 碳体 (也叫游离渗碳体 )。如果退火后的组织中观察到 有三次渗碳体析出是属不正常组织 。因三次渗碳体属 脆性相 , 尤其是沿晶界析出时 , 对钢的冲压性能影响明 显 。若沿晶界呈网状分布时 , 冲压性能更加恶化 ;若沿 晶界呈链状分布 , 冷冲时沿链条状的方向容易造成开 裂 ;链愈长 ,它的冷冲性能也就更差 。 失效样品的析出 量及分布状态对边部裂纹有直接影响 。 3.2.5 坯上裂纹带入材中对边裂的影响 坯上如果有裂纹 , 在轧制时暴露于空气中裂纹就 会被氧化 , 这种裂纹一般在检验时可观察到氧化铁存 在 , 且伴随有高温氧化产物 , 裂纹两侧有明显的脱碳 。 用户在进一步加工时 , 原始裂纹就会进一步扩展 , 同 时脱碳较严重的部位由于强度 、硬度不同而导致延展 性不同步 , 易产生裂纹 。 4 结论 带钢产生边部裂纹的原因是多方面的 , 但主要原 因是夹杂物及三次渗碳体的析出增加了钢的脆性 ;另 外就是组织偏析 、脱碳严重导致钢的整体延展性不一 致 , 易产生边裂 。这些因素并不是单独作用于钢中 , 有时有几个因素同时影响导致边裂 。
带钢弯曲成型开裂的原因分析
带钢弯曲成型开裂的原因分析胡国红在生产实践中，我们经常会遇到这样一种情形：冷轧后的带钢即使经合理的退火处理，在冷弯成型过程中还是易发生脆性开裂，如何解释这一现象呢？早几天,沈阳森泰就送来这样一段材料，2.5㎜厚的窄带经90°弯曲成型，所有弯曲区域均呈脆性开裂，对此，我们作了认真细致的分析。
我们首先将试样进行硬度、拉伸检验和化学成份分析，检验结果除抗拉强度稍低外,其余值均在标准范围内。
然后我们又对试样做了金相分析，发现试样晶粒度异常粗大，评定级别大致介于2.5-3.5级之间。
原来钢的晶粒度大小对静拉伸性能和硬度无明显影响。
但粗大的晶粒使晶界总长度变小，晶粒间发生错位时阻力也变小了，所以其强度和韧性都急剧降低，这是试样易发生脆性开裂的主要原因。
钢的机械性能取决于钢的化学成分和显微组织，而组织随着成分、生产工艺条件的变化而变化。
带钢在冷轧过程中，随着变形量的增加，原来的等轴晶粒沿变形方向逐渐伸长，形变量越大时伸长程度越显著。
当变形量很大时，各晶粒已很难辨别开来，呈纤维状条纹。
这时需要通过退火工艺使其恢复，得到细小的等轴晶粒和良好的塑性。
一般情况下，晶粒的细化可提高钢的屈服点、疲劳强度、塑性和冲击韧性，降低钢的脆性温度；但晶粒细化后也会引起持久强度下降，蠕变速度增加。
所以实际生产中，一般希望获得均匀的中等晶粒。
低碳带钢7-8级之间比较理想。
低碳带钢在冷状态下的显微组织一般为铁素体+珠光体。
这些晶粒的尺寸与热带在退火加温过程中形成的奥氏体晶粒尺寸大小有关，粗大的奥氏体晶粒会形成粗大的冷却转变产物。
退火中加热温度的高低会影响到退火后晶粒的大小，退火加热温度越高，或在高温区域持续时间越长，晶粒也会变得越粗大。
而钢的原始组织和加热条件也会对奥氏体晶粒发生影响。
如温度过高超过A3长时间加热会导致实际晶粒度的粗大，形成过热或过烧。
过热可以通过扩散退火来矫正，过烧是一种不可修复的缺陷，只能重新熔炼。
钢的晶粒长大倾向从冶金学角度来说取决于钢的化学成分和脱氧条件。
SPA-H耐候钢边部裂纹缺陷的原因分析及改进措施
李 晓 倪 有金 刘晓翠 刘 志 蔡阿 云
（北京 首钢股 份 有 限公 司 ）
摘 要 针对 ＳＰＡ—Ｈ耐候钢边部裂纹 缺陷的宏观特征和微观 特征 进行了分析 。结果表 明，带钢边部裂 纹缺 陷表面主要是 由氧化铁皮构 成 ，截面带有一定的延伸 裂纹 ，且 裂纹 附近 有一定 的氧化 质点 。通 过排查 轧制 温度 、加热制度和板坯质量等 因素 ，最终 确定 ＳＰＡ－Ｈ 耐候钢边部裂纹 缺陷是 由板坯裂纹遗传所致 。通 过采 取板坯停止热送 、定期标定结 晶器锥 度 、定期检查板坯 断面情况 以及提 高 出钢 温度 等措施后 ，有效控 制 了 ＳＰＡ—Ｈ 耐候钢边部裂纹缺 陷。 关键词 边部裂纹 耐候钢 板 坯裂纹
ＳＰＡ．Ｈ 是 通 过 添 加 铜 来 改 善 钢 材 的耐 蚀 性 能 的一种 耐候 钢 。一方 面 ，铜 能起 到活化 阴极 的 作用 ，促 进 钢 阳极 钝 化 ，减 缓 腐 蚀 ；另 一 方 面 ， 钢在 腐蚀 过程 中表 面会 形成 一层 富铜层 ，在 钢 的 表 面腐蚀 层 与 富铜层 之 间有致 密 、附着 性强 的 中 间层 ，可缓解 钢 的腐蚀 ¨ 。
１．２ 微 观特 征 通过 电镜对 ＳＰＡ．Ｈ 耐 候 钢 边 部 裂 纹 缺 陷 进
行观 察 ，结 果 见图 １。
（ａ） 表 面 ；（ｂ） 截 面
图 １ ＳＰＡ—Ｈ 耐 候钢 边部 裂 纹缺 陷微 观形 貌
由图 】可 见 ，ＳＰＡ－Ｈ 耐候 钢 边 部 裂 纹 表 面 可见 明 的线 条状 凹坑 ，并具有 一定 的深 度 。从 截面 上来 看 ，线 条状 凹坑处 具有 一 定 的深 度 ，并 沿着 一侧 向基 体 内延伸 ，延伸 的裂纹 附 近 可见 比 较 明显 的氧化 质点 。裂纹 与带钢 表 面 的距 离 范 围 为 ６２～１４７ Ｉｘｍ。
Q195带钢边裂缺陷的起因及对策
求的中上限， 可 以按 照［ ｃ ］ ＞ Ｉ ０ ． ０ ７ ， ［ Ｍ ｎ ］ ≥Ｏ ． ３ ４ ， ［ Ｓ ｉ ］ ≥０ ． １ ４控 制 ； Ｃ ．钢包底 吹氩 工 艺能 有 效 地 去
除钢 中夹杂物 。在 吹氩 过程 中， 强化 软 吹 的效果 ， 保证 吹氩搅拌 的足 够时间 ， 进一步提 高吹氩 去除夹
激 光焊 接 ， 此时 应选 用 适 当 的化学 成分 以避 免 热
于抗张强度 ， 所 以制造车门防撞 杆采用超高强度 钢， 为此 ， 管子焊接后要经过高频感应处理 ， 随后再 经淬火 ， 以取得高强度、 硬度和韧性的最佳配合。 Ｃ ．排气系统用 管。广泛应 用 于排气 系统 的不
锈钢是 Ａ Ｓ Ｔ Ｍ ４ ０ ９ Ｌ和 ３ ０ ４ 。还有使用铁 素体不锈钢 或奥 氏体 不锈钢 ， 以使 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ气系统具有 较长 的使 用 寿 命 。此外 ， 还要求用 于排气系统 的材 料具 有 良好 的
坯表面的温度分布均匀 ， 减少连铸坯的回温坯表面 裂纹 产生 。 （ 本刊讯）
５ ４・
・
杂物的能力 ； ｄ ． 严格保护浇注制度， 避免敞浇 ， 确 保浇 注过程温度 、 拉速 的稳定 ； ｅ ．保 证 中间包 的烘 烤制度， 较少浇注头坯的铸坯气孔缺陷； ￡合理控 制连铸机的拉速与冷却强度， 冷却强度过大， 钢冷
凝形成粗大的柱状晶增多 ， 钢的内部组织易疏松 ，
钢水浇注过程中的冷却速度均匀， 能有效减少粗大 柱状 晶的形成， 尤其是二冷区的均匀冷却 ， 使连铸
陷； ｂ ． 连铸坯坯边缘有夹杂 ； ｃ ． 轧件边部温度过低 ， 或轧制张力设定过大； ｄ 连铸坯的硫、 铜含量较高； ｅ ． 车 【 制时的钢报脆性大。五 因中连铸坯 因占
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○ 研究与探讨
带钢边部裂纹原因分析
黄海玲 崇 鹏 (质检中心 ) (扬子公司 )
摘 要 通过光学显微镜观察 , 对带钢边部 裂纹产生的 原因进 行了分 析 。 边部裂 纹产生 主要与夹杂物 、脱碳 、组织偏析 、三次渗碳体的析出量及分布状 态有关 , 这些因素 导致钢的冲压性能恶化而产生边部裂纹 。
图2
图1 初步分析冷拉过程中由于脱碳严重导致强度 、硬
初步分析原因为组织不均匀 , 偏析明显导致各项性 能不一样 ;同时边缘组织细小 ,塑性低硬度高 ,导致裂边 。
3.1.3 三次渗碳体析出 取炉号为 62 -15111的 Ｑ195的带钢失效样品进 行检验分析 , 发现有一定量的夹杂物存在 , 边裂部位 无异常现象 ;观察组织时发现边缘组织为有一定深度 的 Ｆ +ＦｅＣ3 +少 量 Ｐ片 , 中心 组 织为 Ｆ +个 别 的 ＦｅＣ3 , ＦｅＣ3 沿晶界分布且聚集 (按标准图片评级为 5 级 ), 边裂沿 ＦｅＣ3 走向 (图 3)。 初步分析原因为 :夹杂物的 存在增加了钢 的脆 性 ;低碳钢退火后应获得纯铁素体组织 , 出现三次渗
图4
图5 初步分析原因为脱氧不到位 、坯上带有裂纹或夹 杂物严重 。 4
3.2 原因分析 3.2.1 夹杂物对边裂的影响 带钢中夹杂物的存在形式主要为 Ｂ类 、Ｃ类及外 来夹杂物 , 且 Ｂ类 、Ｃ类的级别较高 , 因他们均为脆性 相 , 破坏了钢的基体连续性 , 尤其是量大但分布不均 匀时 , 降低了金属的力学性能 , 特别是使金属的延展 性 、塑韧性大为降低 , 在轧制过程中产生裂边 。 3.2.2 脱碳对边裂的影响 带钢中脱碳较严 重时 (主要 存在中碳钢中 ), 脱 碳部位为纯铁素体组织 , 钢的强度 、硬度均偏低 。 脱 碳部位组织与基体组织之间的硬度有较大差异 , 在轧 制过程中必然导致各部位的延展性不同而导致裂边 。 3.2.3 组织偏析对边裂的影响 任何一种钢如果组织偏析严重 , 即贫碳 、富碳区 明显时 , 对性能均有一定的影响 ;尤其是带钢 , 形成了 明显的带状组织 , 以致钢的力学性能呈各向异性 , 截 面收缩率较低 , 并以横向更甚 。 带状严重的钢材制成 的工件缺乏应有的塑性和韧性 , 在热处理时易产生变 形 , 且硬度不均匀 。贫 、富碳区的强度和硬度有较大 的差异 , 在轧制时延展性也就不同 , 尤其是富碳区的 强度和硬度大而塑韧性差 , 容易开裂 , 所以组织偏析 的钢其边部裂纹一般是沿富碳区走向 。 3.2.4 三次渗碳体对边裂的影响 在低碳钢中 ,尤其是深冲薄板退火后的正常组织为 纯铁素体组织 ,但有时在铁素体的晶界上会出现三次渗 碳体 (也叫游离渗碳体 )。如果退火后的组织中观察到 有三次渗碳体析出是属不正常组织 。因三次渗碳体属 脆性相 , 尤其是沿晶界析出时 , 对钢的冲压性能影响明 显 。若沿晶界呈网状分布时 , 冲压性能更加恶化 ;若沿 晶界呈链状分布 , 冷冲时沿链条状的方向容易造成开 裂 ;链愈长 ,它的冷冲性能也就更差 。 失效样品的析出 量及分布状态对边部裂纹有直接影响 。 3.2.5 坯上裂纹带入材中对边裂的影响 坯上如果有裂纹 , 在轧制时暴露于空气中裂纹就 会被氧化 , 这种裂纹一般在检验时可观察到氧化铁存 在 , 且伴随有高温氧化产物 , 裂纹两侧有明显的脱碳 。 用户在进一步加工时 , 原始裂纹就会进一步扩展 , 同 时脱碳较严重的部位由于强度 、硬度不同而导致延展 性不同步 , 易产生裂纹 。 4 结论 带钢产生边部裂纹的原因是多方面的 , 但主要原 因是夹杂物及三次渗碳体的析出增加了钢的脆性 ;另 外就是组织偏析 、脱碳严重导致钢的整体延展性不一 致 , 易产生边裂 。这些因素并不是单独作用于钢中 , 有时有几个因素同时影响导致边裂 。
3
○ 研究与探讨
碳体属不正常组织 , 且 ＦｅＣ3为脆性相 , 尤其边缘部位 出现大量 ＦｅＣ3 , 且呈聚集状态分布于晶界处 , 使边部 的塑性更差 , 冲压时易开裂 。
图3 3.1.4 坯上裂纹或夹杂物严重 取热轧带钢 Ｑ195的失效样品进行分析 , 发现夹 杂物较多 , 裂纹内有氧化产物
关键词 带钢 边裂 夹杂物 脱碳 组织偏析
1 前言 为了更好的提高带钢的质量 , 对生产中的失效样 品 , 质检中心进行了较全面的比较分析 , 发现带钢边 裂这一缺陷占有一定的份额 。 因此就边裂问题展开 较详细的分析与探讨 。 2 失效样品的宏观形貌 一般带钢的边裂形貌比较单一 , 单条的大裂纹或 成锯齿状的细小裂纹 。 3 失效样品的检验及分析 3.1 金相检验及初步分析 从失效样品上截取相关部位的金相样品 , 对其进 行较全面的质量检验分析 , 发现带钢边部产生裂纹的 原因是多方面的 。 3.1.1 脱碳严重 取规格为 1.3ｍｍ ×183ｍｍ的 65Ｍｎ带钢的失效样 品进行检验分析 。检验情况为 :纯洁度较好 , 边裂部位 干净 , 无异常情况 ;用 2%的硝酸酒精浸蚀后观察组织为 Ｆ+Ｐ, 边裂部位脱碳严重 , 为纯铁素体组织 (图 1)。
度偏低 , 而其他部位片状珠光体强度 、硬度高 , 以致表 面延展性不同而导致边部开裂 。
3.1.2 组织偏析 取规格为 2.75ｍｍ ×225ｍｍ的 65Ｍｎ带钢的失效样 品 , 用户冷轧至 2.4ｍｍ厚时发现裂边 。检验情况如下 : 纯洁度较好 ,裂纹部位干净 ;浸蚀后组织为 Ｆ+Ｐ+Ｓ, 组 织不均匀 , 有明显的偏析 (即贫碳 、富碳 ), 而裂纹正好沿 偏析区 (富碳区 )走向 (图 2), 边缘组织细小 。