410S不锈钢带表面_砂金_缺陷成因及机理分析
中小形变退火后410S铁素体不锈钢组织和性能的变化 材料成型与控制工程专业毕业设计 毕业论文
中小形变退火后410S铁素体不锈钢组织和性能的变化材料成型与控制工程专业毕业设计毕业论文毕业设计(论文)中小形变退火后410S铁素体不锈钢组织和性能的变化学院：机械工程学院专业：材料成型与控制工程姓名：闫白学号： 0712202081指导教师：方晓英教授毕业设计（论文）时间：二О一一年五月三日～五月三十一日共四周摘要本文将对中小形变锻造后在相同温度，不同时间退火后的410S铁素体不锈钢进行微观组织观察、硬度比较和织构分析，研究再结晶和形变以及退火时间的关系。
结果表明：（1）热轧态的410S试样，在1200℃下退火5min可以使碳化物比较充分的溶解，获得比较均匀的组织和粗晶。
（2）锻造后的金属，其硬度值会提高，这是由于变形产生了畸变能，储存在内部，以及加工硬化的缘故。
（3）在相同的退火温度800℃下，在不同的退火时间（5min，0.5h，1h）都会经过回复、再结晶、晶粒长大三个阶段。
这个过程中会有碳化物析出，并会产生少量的低碳马氏体。
（4）热轧态410S样品经1200℃下退火5min的预处理，在27%形变800℃退火完全再结晶时间为0.5h，在57.9%形变800℃退火完全再结晶时间接近1h。
（5）变形量越大，其变形后硬度越低，完全再结晶时间越长。
这这是由于变形量越大，变形速率越大，变形热就越多，一定程度上消除了残余应力，从而其硬度值越低；在再结晶过程中，要释放变形热，所以变形热越多，其完全再结晶时间越长。
（6）在退火的过程中，随着退火时间的延长，金属的硬度值会不断下降。
（7）27%形变锻压后，其硬度值在白灰两个区域差值较大，正好验证了取向依赖性，即变形过程中，某些区域硬化程度高，其硬度就高；某些区域硬化程度低，其硬度就低。
（8）27%形变-800℃-5min，27%-800℃-1h 和57.9%形变-800℃-1h都具有（110）和（211）织构，而57.9%形变-800℃-5min只有（110）织构。
410S不锈钢冶炼过程全氧和夹杂物分析_王建新
作者简介：王建新（１９６９－），男，酒钢集团天风不锈钢有限公司，工程师，硕士，从事不锈钢炼钢工艺研究。
４１０Ｓ不锈钢冶炼过程全氧和夹杂物分析王建新，陈兴润，潘吉祥（酒钢集团天风不锈钢有限公司，甘肃嘉峪关７３５１００）摘 要：对采用“铁水预处理→ＡＯＤ→ＬＦ→ＣＣ”工艺路线生产４１０Ｓ铁素体不锈钢炼钢过程全氧和夹杂物进行了分析。
结果表明，随着ＡＯＤ冶炼、ＬＦ精炼和连铸过程的进行，４１０Ｓ不锈钢钢水中全氧含量、夹杂物数量和夹杂物的尺寸呈逐渐减小的趋势。
ＡＯＤ还原后、ＡＯＤ脱硫后、ＬＦ精炼阶段和连铸中间包中夹杂物的类型主要为ＣａＯ－ＳｉＯ２－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３，但成分略有不同，各个阶段夹杂物的类型跟冶炼工艺有关。
在研究的基础上，提出了生产工艺的改进措施，有效改善了钢水中夹杂物水平，并大幅减少了冷轧产品表面缺陷的发生。
关键词：４１０Ｓ铁素体不锈钢；夹杂物；全氧含量中图分类号：ＴＦ７６４＋．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－１０４３（２０１３）０３－００３２－０４Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｏｘｙｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｉｎ４１０Ｓ ｆｅｒｒｉｔｉｃ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｄｕｒｉｎｇ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓＷＡＮＧ Ｊｉａｎ－ｘｉｎ，ＣＨＥＮ Ｘｉｎｇ－ｒｕｎ，ＰＡＮ Ｊｉ－ｘｉａｎｇ（Ｔｉａｎｆｅｎｇ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｕｑｕａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｊｉａｙｕｇｕａｎ ７３５１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｏｘｙｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｉｎ ４１０Ｓ ｆｅｒｒｉｔｉｃ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｐｒｏ－ｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｒｏｕｔｅ ｏｆ ｈｏｔ ｍｅｔａｌ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ→ＡＯＤ→ＬＦ→ＣＣ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅ－ｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｏｘｙｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｓｉｚｅ ｄｅ－ｃｒｅａｓｅ ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ ｔｈｅ ＡＯＤ→ＬＦ→ＣＣ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ＡＯＤ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ＣａＯ－ＳｉＯ２－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，ｗｈｉｌｅ ｉｎ ＬＦ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｔｕｎｄｉｓｈ．Ａｄ－ｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｃｈａｎｇｅ ａｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｖａｒｉ－ａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｒｏｕｔｅ ｏｆ ＡＯＤ→ＬＦ→ＣＣ ａｒｅ ｒｅｌａｔｅｄｔｏ ｔｈｅ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｉｎ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｈａｖｅｂｅｅｎ ａｃｃｅｐｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｔｈｅ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ａｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｎｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏｌｄ－ｒｏｌｌｉｎｇｐｌａｔｅｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：４１０Ｓ ｆｅｒｒｉｔｉｃ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ；ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ；ｔｏｔａｌ ｏｘｙｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ４１０Ｓ不锈钢是目前应用最广的一种铁素体不锈钢，多用于厨房用具、建筑工业等领域，它具有成本低、导热系数高、线膨胀系数小等优点［１］。
410S不锈钢热变形行为研究的开题报告
410S不锈钢热变形行为研究的开题报告一、选题背景不锈钢在现代工业中具有广泛的应用，其不生锈、耐蚀、强度高等特性使其成为重要的结构材料。
而410S不锈钢作为一种铬镍低合金不锈钢，较为适用于高温、低温环境下的使用。
研究410S不锈钢的热变形行为对于提高其材料强度、延展性、韧性等性能有着非常重要的意义。
二、研究目的本次研究旨在探究410S不锈钢在高温热应变下的变形行为，分析其塑性变形机理，并为其在实际应用场合中的应变控制、成型工艺等方面提供理论依据，以提高其制造质量和使用性能。
三、研究内容1.410S不锈钢介绍及其热变形机制分析2.研究410S在常温至高温区间内的拉伸性能，并评估其在高温条件下的抗氧化性能、热稳定性等关键性能3.采用热仿真实验研究不同温度、应变速率条件下410S的塑性变形行为，分析变形机理及其影响因素4.对研究结果进行统计分析和数学模拟，并撰写研究报告四、预期成果通过本次研究，预期取得以下成果：1.深入了解410S不锈钢的热变形机制2.确定410S在高温条件下的塑性变形特性3.提供410S的热塑性模型4.为410S不锈钢在制造和应用方面提供理论依据五、研究方法本次研究将采用材料实验测试、热仿真实验、统计分析、数学模拟等方法进行。
其中，通过材料实验对410S不锈钢的拉伸性能进行测试；利用热仿真实验对不同温度和应变速率下410S的塑性变形行为和变形机理进行研究；最后，通过统计分析和数学模拟，对研究结果进行分析，确定410S的热塑性模型。
六、研究难点1.热仿真实验中采用的热塑性材料本构模型建立难度大2.研究结果难以量化和准确评估3.实验条件难以控制，存在误差七、研究进度安排1.前期准备：研究408S不锈钢的相关文献查阅、材料实验的准备工作等——时间：1个月2.材料实验测试：拉伸实验——时间：1个月3.热仿真实验：温度、应变率等条件下的热变形行为研究——时间：3个月4.统计分析和数学模拟研究——时间：1个月5.撰写研究报告——时间：1个月总计：7个月。
浅析410S不锈钢的轧制边裂控制
浅析410S不锈钢的轧制边裂控制作者：曾霞来源：《中小企业管理与科技·下旬》2010年第05期摘要:410S不锈钢是一种铁素体不锈钢,以其成本低、线膨胀系数小、导热系数高等优点,在各种工业领域以及日常生活中获得了大量而广泛的应用。
然而,这种不锈钢在热轧制过程中,很容易出现边裂缺陷。
本文主要通过讨论对边裂产生的影响因素,以寻求合理的控制方法。
关键词:410S不锈钢轧制边裂0 引言不锈钢具有不生锈、耐腐蚀,并有很多其他优良性能。
在各种工业领域以及日常生活中,已经获得了大量而广泛的使用。
不锈钢的发明是世界冶金历史上的一项伟大成就。
根据钢的组织结构可以将不锈钢分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和双向不锈钢等,也可以根据牌号将不锈钢分为200系列、300系列、400系列等。
每种型号的不锈钢都有各自的性能特点,在实际应用中应根据具体使用特性选择合适的不锈钢。
410S不锈钢是一种铁素体类不锈钢,其产量占铁素体不锈钢总产量的50%左右。
这种不锈钢具有成本低、线膨胀系数小、导热系数高等优点。
同时,得益于连铸和超低碳氮冶炼技术的进步,铁素体类不锈钢的纯度得到了较大的提高,其成型性能和焊接性能等方面的缺点也得到了明显的改善。
正是由于铁素体类不锈钢的低成本以及优良的性能,使其应用越来越广泛。
然而,这种不锈钢在热轧制过程中很容易出现边裂现象,从而降低了铁素体不锈钢产品的质量,增加企业的生产成本,也对后道工序的加工生产带来了风险和损失。
所以很有必要对410S不锈钢热轧制过程中的边裂现象进行研究,从而优化轧制工艺,并在以后的生产加工中进行有效的控制。
1 410S不锈钢的组成1.1 410S不锈钢的化学成分 410S不锈钢是铁素体不锈钢,为体心立方结构的铁基合金,其含Cr量一般是在12~13%,典型的化学成分见表1。
1.2 410S不锈钢中的相这种不锈钢从它的C和N含量以及铸态、热轧态的组织来看,不管是在高温还是常温下都不是单一铁素体组织,其相主要有碳化物、氮化物、金属间相和马氏体相等。
410S点蚀异议验证试验报告
410S点蚀异议验证试验报告410S点蚀异议验证试验在客户提出410S热轧板材点蚀异议以后，通过观察板材表面初步分析是由于酸洗不当造成的。
后经过近两周的成分和金相分析、点蚀理论分析、生产实践分析和实验验证，现在可以认定410S点蚀异议是由于客户酸洗工艺造成的，不应是由于我们410S板材质量问题。
一、410S点蚀异议分析从客户发过来的410S点蚀异议板来看，属于典型的不锈钢点蚀形貌。
此问题的原因有两个方面：原料质量问题或者酸洗不当。
考虑到我们410S的炼钢和热轧工艺一直比较稳定，而且冷轧分厂热线生产的410S不锈钢No.1板从未有点蚀出现，开始就怀疑是客户酸洗不当造成的，然后通过售后服务人员了解到用户的酸洗工艺：盐酸+硝酸+氢氟酸/盐酸+硫酸+硝酸。
由于客户酸洗液里面含有盐酸，这就为点蚀的产生提供氯离子（超过一定浓度就不锈钢发生点蚀），又考虑到酸洗里面还含有促进点蚀发生的Fe3+，因此我在试验以前初步认为是由于客户酸洗时酸液里面氯离子含量过高造成的。
410S是马氏体不锈钢，在热轧分厂生产工艺条件下，头尾和边部可能会有一定量的马氏体存在（属于正常，且客户以前生产的410S没有点蚀缺陷发生），这也就不难理解客户酸洗的410S点蚀主要发生在头尾和边部。
至于单面点蚀发生的问题，是由于在酸洗过程中，上下表面的腐蚀状态不同，上表面相对于下表面来说，更易发生。
下面通过410S的成分和金相组织来分析410S点蚀是否为原料问题；通过含过量氯离子的客户成分酸洗液，来分析是否为酸洗不当问题。
二、不锈钢点蚀金属材料在某些环境介质中，经过一定的时间后，大部分表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微，但在表面的微小区域内，出现蚀孔或麻点，且随着时间的推移，蚀孔不断向纵深方向发展，形成小孔状腐蚀坑。
这种现象称为点腐蚀，亦称为点蚀、小孔腐蚀、孔蚀。
点蚀几何形态上构成了大阴极小阳极的结构，致使蚀孔的阳极溶解速度相当大，能很快导致腐蚀穿孔破坏。
此外，点蚀能够加剧其他类型的局部腐蚀，如晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等。
410不锈钢质检报告
410不锈钢质检报告不锈钢是一种常用的金属材料，具有耐腐蚀、高强度以及良好的机械性能等优点。
在现代工业中广泛应用于制造船舶、建筑、汽车、食品加工以及化工设备等领域。
为了确保不锈钢产品的质量，需要进行严格的质检，本文将介绍410不锈钢的质检报告。
一、材料检验1.化学成分分析通过化学成分分析确定不锈钢中各种元素的含量，常见的元素包括碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍等。
化学成分会对不锈钢的性能产生重要影响，因此需要确保其符合标准要求。
2.金相组织分析不锈钢的金相组织对其综合性能有直接影响。
通过金相显微镜观察，可以确定不锈钢的组织类型、相比例以及晶粒尺寸等指标。
3.硬度测试硬度是衡量材料耐磨性能的重要参数。
硬度测试可以用Rockwell硬度试验、布氏硬度试验或者维氏硬度试验等方法进行。
测试结果应符合标准值。
二、表面质量检验1.外观检查通过外观检查可以判断不锈钢表面有无明显缺陷，如裂纹、气孔、皱纹等。
同时还需要检查是否存在锈蚀、氧化或者油污等情况。
2.光洁度检测光洁度是用于衡量不锈钢表面光滑程度的指标。
可以采用比例尺法、目测法或者光波法等方法进行检测，并进行评级，如满级为A级。
3.厚度测量通过测量不锈钢板材的厚度，可以确定其是否符合标准要求。
常见的测量方法有机械测厚和超声波测厚两种。
三、力学性能检验1.抗拉强度测试抗拉强度是衡量不锈钢材料抗拉伸性能的指标。
通过拉伸试验可以得到不锈钢的抗拉强度、屈服强度、延伸率等参数。
测试结果应符合标准要求。
2.冲击韧性测试冲击韧性指材料在受力情况下的抵抗断裂的能力。
通过冲击试验可以得到不锈钢的冲击韧性指标，如冲击功。
3.弯曲性能测试弯曲性能表示不锈钢材料在弯曲应力下的变形能力。
常用的测试方法有简支梁弯曲试验和冷弯试验等，测试结果应符合标准要求。
四、化学性能检验1.耐腐蚀性测试通过浸泡试验、加速腐蚀试验等方法，可以测试不锈钢材料对于酸、碱、盐等腐蚀介质的耐腐蚀性能。
2.溶解性测试一些化学成分对不锈钢的溶解性有一定影响。
不锈钢的表面处理和缺陷
不锈钢的表面处理和缺陷现代电镀网讯：不锈钢具有独特的强度、较高的耐磨性、优越的防腐性能及不易生锈等优良的特性。
故广泛应用于化工行业，食品机械，机电行业，环保行业，家用电器行业及家庭装潢，精饰行业，给予人们以华丽高贵的感觉。
不锈钢的应用发展前景会越来越广，但不锈钢的应用发展很大程度上决定它的表面处理技术发展程度。
1 不锈钢常用表面处理方法1.1 不锈钢品种简介1.1.1 不锈钢主要成分：一般含有鉻(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)、钛(Ti)等优质金属元素。
1.1.2 常见不锈钢：有鉻不锈钢，含Cr≥12%以上;镍鉻不锈钢，含Cr≥18%，含Ni ≥12%。
1.1.3 从不锈钢金相组织结构分类：有奥氏体不锈钢，例如：1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni11Nb，Cr18Mn8Ni5。
马氏体不锈钢，例如：Cr17，Cr28等。
一般称为非磁性不锈钢和带有磁性不锈钢。
1.2 常见不锈钢表面处理方法常用不锈钢表面处理技术有以下几种处理方法：①表面本色白化处理;②表面镜面光亮处理;③表面着色处理。
1.3.1 表面本色白化处理：不锈钢在加工过程中，经过卷板、扎边、焊接或者经过人工表面火烤加温处理，产生黑色氧化皮。
这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是NiCr2O4和NiF二种EO4成分，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。
但这种方法成本大，污染环境，对人体有害，腐蚀性较大，逐渐被淘汰。
目前对氧化皮处理方法主要有二种：⑴喷砂(丸)法：主要是采用喷微玻璃珠的方法，除去表面的黑色氧化皮。
⑵化学法：使用一种无污染的酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行浸洗。
从而达到不锈钢本色的白化处理目的。
处理好后基本上看上去是一无光的色泽。
这种方法对大型、复杂产品较适用。
1.3.2 不锈钢表面镜面光亮处理方法：根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。
这三种方法优缺点如下：不锈钢表面处理和缺陷2 表1 项目方法高挡中小件产品，要求长时间保持镜面光亮产品工艺稳定，易操作，可广泛推广使用1.3.3 表面着色处理：不锈钢着色不仅赋予不锈钢制品各种颜色，增加产品的花色品种，而且提高产品耐磨性和耐腐蚀性。
铸钢件的夹砂、粘砂、砂眼缺陷产生原因及防治措施
1.铸钢件的夹砂(1)夹砂缺陷产生的原因分析夹砂是表面缺陷，也是铸件常见的缺陷之一，生产中也常称为包砂、起皮子、夹层等。
夹砂的表现形式如图5-13所示。
夹砂在铸件上表现为高出铸件表面形状不规则的金属瘤状物或片状物，其表面粗糙，中间夹有砂层或涂料层。
清除后，铸件表面出现局部凹陷，夹砂严重时可能会把铸件壁厚穿透。
在浇注过程中，接触钢液的铸型表层型砂由于受到高温钢液的作用而急剧升温，由于型砂的导热性能不好，使高温的型砂表层与较低温度的型砂内层之间出现温度差，形成热应力。
同时表层型砂也因受热而膨胀，同时石英在573℃时出现晶格转变引起的膨胀，也会加剧表层型砂的膨胀和内外层型砂的热应力。
在热应力超过型砂的结合强度时，表层型砂与内层型砂之间将出现脱离，外层突起，以至翘裂，使钢液进入其中，而形成夹砂缺陷。
(2)夹砂缺陷的防止依据夹砂产生的原因，在生产中通常采用以下方法防止夹砂。
1)如果夹砂成批出现，可能是型砂性能不好，除了考虑改用膨胀系数小、导热性能好的型砂外，对石英为主的型砂来说还可以选择粒度分散的原砂。
2)在造型工艺和操作上力求舂砂均匀，防止局部过硬或过松；修型时应避免反复修抹砂型表面；应少用水，多扎气眼；在砂型工作表面插针子、刷涂料，使其渗入一定深度，增加表面层与内层的结合强度。
3)从工艺方案选择。
对大平面铸件采用倾斜浇注，减少钢液对上平面的热辐射，并注意使铸型能较快充满。
浇注时采用低温快注，减少型砂的受热强度和时间。
2.铸钢件的粘砂(1)粘砂缺陷产生的原因分析型砂粘在铸件表面不能脱落或难于脱落的现象称为粘砂，粘砂可能发生在任何部位，但在铸件的热节处、转角处和壁厚较厚的位置处比较容易发生粘砂。
粘砂按未脱落砂子(或砂层)与铸件表面联结性质的不同分为机械粘砂、化学粘砂和热粘砂。
粘砂一般不至于造成铸件报废，但会给生产带来许多不便，给清理工作增加了许多困难和工作量。
同时也给机加工带来许多困难，并加快刀具的磨损。
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2006年增刊宝 钢 技 术410S不锈钢带表面“砂金”缺陷成因及机理分析余海峰1,毛惠刚1,崔培耀2,许超哲2(不锈钢分公司 1.不锈钢技术中心;2.制造管理部,上海 200431) 摘要:系统地分析了不锈钢分公司410S冷轧成品带钢部分出现表面“砂金”缺陷(表面点状发亮花纹)的成因及其形成机理。
对带钢表面“砂金”缺陷进行了表面形貌观察和成分分析以及金相观察,结合国外类似经验,指出产生该缺陷的成因———晶间腐蚀。
在系统阐述了不锈钢敏化及晶间腐蚀理论的基础上,详细分析了410S产生晶间腐蚀的过程及原因,并简要探讨了大生产中控制该缺陷的可行措施。
关键词:铁素体不锈钢;410S;缺陷;晶间腐蚀;敏化;贫铬理论中图分类号:TG156.26 文献标识码:B 文章编号:1008-0716(2006)增-0035-05Forma ti on Causes and M echan is m of“Punctua te”D efect on Surfaceof410S St a i n less Steel Str i pYu H a ifeng1,M ao H u igang1,C u i Peiyao2,Xu C haozhe2(St a i n less Steel Branch1.St a i n less Steel R&D Cen ter;2.M anufactur i n g M anage m en t D epart m en t,Shangha i200431,Ch i n a) Abstract:For mati on causes and mechanis m of“punctuate”defect on surface of410S stainless stri p p r oduced by Baosteel Stainless Steel B ranch were syste matically analyzed.The SE M m icr ograph,E DS analysis and op tical m icr o2 graph of the defect were observed.A conclusi on was dra wn that the intergranular corr osi on was the cause of the defectf or mati on,in accordance with the si m ilar ex perience abr oad.On the basis of the ex patiati on of the stainless steel’s sen2sibilizati on and intergranular corr osi on theory,the p r ocess and causes of intergranular corr osi on of410S stainless steel were analyzed in detail,and the feasible measures f or contr olling the defect in mass p r oducti on were discussed briefly.Keywords:ferritic stainless steel;410S;defect;intergranular corr osi on;sensibilizati on;poor Cr theory0 背景410S(0Cr13)是铁素体不锈钢(含有少量马氏体)中铬含量最低的一种。
它具有不锈性,且耐蚀性优于含碳量高的1Cr13、2Cr13、3Cr13和4Cr13等马氏体不锈钢。
它具有良好的塑、韧性和冷成型性,且优于铬含量更高的其他铁素体不锈钢。
当410S钢中含碳量控制很低时,其塑性,特别是韧性、冷成型性还会显著提高。
该钢种主要用于制造耐水蒸气、碳酸氢铵母液、热的含硫石油腐蚀的部件和设备的衬里等[1]。
近年来,鉴于其良好的塑、韧性和冷成型性及相对低廉的成本,410S被大量应用于民用不锈钢制品行业。
2005年初,不锈钢分公司430钢种受到国内外同行410S的极大冲击,市场急剧萎缩,余海峰 博士 1976年生 2005年毕业于上海大学 现从事材料学专业 电话 26034503制造管理部技术人员迅速开发了410S钢种,作为新试品种提供给用户,并不断收集用户反馈信息,及时调整相关工艺参数,以期在最短时间内实现大生产转产。
市场上对不锈钢分公司开发的410S总体评价良好,但也集中反馈了一些问题,其中包括:①冷轧成品带钢头尾出现“砂金”缺陷(表面点状发亮花纹)比较严重,且比率较高,每卷约有10%左右的重量有上述现象;②一些冷轧成品带钢贴膜后也出现“砂金”缺陷,且无法手工研磨去除。
本文就410S不锈钢带表面“砂金”缺陷的成因及机理作了较系统的分析,在此基础上对改善或避免该缺陷的生产控制手段作了简要探讨。
1 表面“砂金”缺陷试验检测1.1 表面形貌观察及成分分析410S不锈钢带表面“砂金”现象缺陷的宏观53宝 钢 技 术2006年增刊表象为,在冷轧退火后的带钢表面,贴上运输保护膜,撕开,带钢表面即出现点状发亮花纹。
体视显微镜中可以观察到,样板表面存在沿轧制方向的小凹坑缺陷。
扫描电子显微镜观察,样板缺陷形貌类似翘皮缺陷形貌,见图1、2;经电镜能谱仪对翘皮缺陷及正常处成分分析,其结果显示缺陷处与正常处成分基本一致,主要含有Cr 、Fe 元素,缺陷处未发现异常夹杂物成分存在,形貌及谱线见图3,说明该缺陷不是由于异常夹杂物导致的轧图1 缺陷的扫描电镜低倍形貌Fig .1 SE M macr ograph of thedefect图2 缺陷的扫描电镜高倍形貌Fig .2 SE M m icr ograph of the defect后表面翘皮。
1.2 金相观察取缺陷样板,经电解抛光、腐蚀后观察,在等轴铁素体基体上分布着聚集串状碳化物(CrFe )x C y ,形貌见图4;从碳化物分布形态看,与缺陷的大小及分布位置相对应;取截面样进行观察,翘皮缺陷深度均为1～2μm ,基体组织与表面样一致,见图5。
图3 缺陷处形貌图及谱线图Fig .3 SE M m icr ograph and E DS s pectru m line of the defect2 表面“砂金”缺陷成因分析2.1 国外经验国外不锈钢生产及研究人员早已注意到,铁素体不锈钢带酸洗时容易产生“晶间腐蚀”,它的表象就是在这种材料表面贴上试验胶带,当揭下胶带时,就会看到材料表面闪闪发亮,类似上述“砂金”现象,胶带上也黏附着颗粒,这说明带钢产生了“晶间腐蚀”[2]。
2.2 产生原因用连续退火酸洗设备处理不锈钢卷材时,为提高产能,通常提高退火温度,加快退火速度,使卷材的生产线速度提高,这样就加快了卷材的冷却速度而敏化,以致带钢在酸洗时产生“晶间腐蚀”。
2.3 不锈钢的敏化和晶间腐蚀2.3.1 奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢含有少量的C,它与Cr 及Fe生成复杂的碳化物(CrFe )23C 6。
根据图6[3],当加热至高温时,碳化物溶解于奥氏体相中,温度愈高,碳化物溶解得愈多。
这种状态可以用急速冷63余海峰等 410S 不锈钢带表面“砂金”缺陷成因及机理分析图4 410S 缺陷板表面金相组织形貌图 ×1500Fig .4 Op tical m icr ograph observed onsurface of the defective410S图5 410S 缺陷板截面金相组织形貌图 ×1500Fig .5 Op tical m icr ograph observed onsecti on of the defective 410S却方法保存到室温,形成过饱和固溶体(固溶处理)。
但在缓慢冷却过程中,碳化物为了保持平衡,会自固溶体中析出。
过饱和固溶体是不稳定的,在低温(400～850℃)再加热时,碳化物会沉淀出来(敏化处理)。
碳化物的析出通常是沿晶粒间界优先发生的,由于这种变化,使钢产生了晶间腐蚀趋向。
解释晶间腐蚀现象的理论很多,较为广泛被接受的理论是贫铬学说。
敏化处理时,C 向晶粒间界的扩散较Cr 快,因此在晶粒间界及其邻近区域的Cr 由于(CrFe )23C 6在晶粒间界的沉淀而发生贫乏现象(图7)。
如Cr 含量降低到钝化所需的Cr 量极限以下,由于构成大阴极—小阳极的微电池,加速了沿晶粒间界的腐蚀。
图6 碳在18—8奥氏体不锈钢中的溶解度曲线Fig .6 Solubility curves of carbon diss olvedin 18—8austenite stainlesssteel图7 晶间腐蚀贫铬论的示意图Fig .7 Sche matic dra wing of poor Cr theory about intergranular corr osi on2.3.2 铁素体不锈钢铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢一样,也可以发生晶间腐蚀,但其敏化处理及避免这种腐蚀的热处理则恰好与奥氏体不锈钢相反。
铁素体不锈钢自925℃以上急速冷却(如水淬)容易遭受晶间腐蚀;这种易受晶间腐蚀的状态(敏化态)经过650～815℃短时回火,便可消除或减少。
铁素体不锈钢的晶间腐蚀不仅在强腐蚀性介质中产生,而且在弱介质中,例如自来水中亦可出现。
大量研究表明,应用贫铬理论同样可以满意地解释铁素体不锈钢的晶间腐蚀现象。
高铬铁素73宝 钢 技 术2006年增刊体不锈钢在900～950℃以上加热时,钢中C、N固溶于钢的基体中。
由于钢中Cr在铁素体内的扩散速度约为奥氏体中的100倍,而C、N在铁素体内不仅扩散速度快,而且溶解度也低。
因而,高温加热后,在随后的冷却过程中,即使快冷,也常常难以防止高铬的C、N化物沿晶界析出和贫铬区的形成。
而在650～815℃内,铁素体中的Cr仍有足够的速度向晶界扩散并使贫铬区程度降低和消失。
因此,铁素体不锈钢在650～815℃短时回火,可降低、消除铁素体不锈钢的晶间腐蚀倾向。
2.3.3 差异之所以奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢发生和抑制晶间腐蚀的热处理会完全相反,有两点重要事实需要考虑:一是碳在α相的固溶度远小于它在γ相的固溶度;二是碳在α相中的扩散远快于在γ相中的扩散。
基于这两点源于晶体结构差异的两个重要概念和事实,可以说明铁素体不锈钢晶间腐蚀的热处理规律:由于固溶度因素的影响,铁素体不锈钢在925℃以上保温时,C在α相中晶界吸附趋势将大于γ相,既然C可在γ相中的晶界吸附,那么C将在α相晶界有更大的吸附。