摘　要:采用化學(xué)成分分析、力學(xué)性能測(cè)試、顯微組織觀察和夾雜物檢驗(yàn)等方法對(duì)有邊緣裂紋的Q345B寬帶鋼進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)是由于鑄坯存在FeS,MnS等夾雜物,軋制中這些夾雜物及過高錳含量導(dǎo)致裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展,最終形成邊緣裂紋。
萊蕪鋼鐵集團(tuán)公司1 500 mm熱軋帶鋼生產(chǎn)線主要生產(chǎn)寬700～1 350 mm、厚1.2～20.0 mm的Q345B寬帶鋼,工藝流程為:鐵液預(yù)處理?120 t轉(zhuǎn)爐?LF精煉?連鑄機(jī)?軋材。在生產(chǎn)過程中,有部分批次Q345B寬帶鋼出現(xiàn)邊緣裂紋,見圖1。筆者對(duì)有邊緣裂紋的帶鋼進(jìn)行了化學(xué)成分分析、力學(xué)性能測(cè)試、顯微組織觀察和夾雜物評(píng)定等檢驗(yàn)工作,以找出產(chǎn)生邊緣裂紋的原因。
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1　理化檢驗(yàn)
1.1　試樣制備
選取兩卷不同爐號(hào)中帶有邊緣裂紋缺陷的寬帶鋼,分別在它們的裂紋區(qū)和正常區(qū)取樣,見圖2。
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1.2　化學(xué)成分分析和力學(xué)性能測(cè)試化學(xué)成分分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))見表1,力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果見表2。
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1.3　金相檢驗(yàn)分別在垂直鋼板軋制方向的裂紋區(qū)和正常區(qū)處切取金相試樣,將金相試樣拋光處理,用4%硝酸酒精溶液侵蝕試樣,在光學(xué)顯微鏡下觀察,見圖3～5。
?? 由圖4可看出,裂紋兩側(cè)有明顯的脫碳現(xiàn)象,裂紋兩側(cè)的脫碳主要是連鑄坯存在原始裂紋在高溫下氧化形成,裂紋沿著脫碳層內(nèi)夾雜物或晶界延伸[1](夾雜物沿晶界分布)。夾雜物的存在,破壞了鋼基體連續(xù)性,軋制時(shí)裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展[2]。正常區(qū)試樣的基體組織為F+P,但有明顯的纖維帶狀組織,而帶狀組織主要是由鋼液凝固時(shí)的枝晶間成分偏聚造成的,見圖5。
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1.4　EDS能譜分析
對(duì)有裂紋試樣內(nèi)的夾雜物進(jìn)行能譜分析,可知其主要由硫、鐵和錳元素組成,見圖6。
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2　分析與討論
??? 從圖4來看,裂紋兩側(cè)均發(fā)生了脫碳,表明該類缺陷是在鑄造坯連鑄過程中因高溫氧化而留下的。裂紋處的夾雜物中主要有硫、鐵和錳元素,見圖6,說明此處的夾雜物組成為FeS(1 190℃)和MnS(1 610℃),也可能為(Mn,Fe)S固溶體或FeO2FeS共晶體(940℃)組成。這些夾雜物的存在加大了連鑄坯熱脆傾向[4]。據(jù)文獻(xiàn)[5],連鑄坯在連鑄連軋過程中存在三個(gè)高溫脆化區(qū)。而從以上分析這些夾雜物存在的情況來看,該連鑄坯在其中的900～1 200℃區(qū)間熱脆傾向增大。當(dāng)鋼液不斷從中間包澆注到結(jié)晶器時(shí),鋼液首先在結(jié)晶器壁形成坯殼并沿厚度方向凝固,若鋼液中已有FeS,MnS等夾雜物存在,則鑄坯中基體已凝固,而夾雜物仍處在熔融狀態(tài)。這樣在固2液界面之間存在一個(gè)凝固脆化區(qū),此時(shí)的糊狀區(qū)晶體強(qiáng)度和塑性都非常小。因此當(dāng)作用
于凝固坯殼的外部應(yīng)力(如熱應(yīng)力、鼓肚力或矯直力等)使其變形超過臨界值時(shí),在固2液交界面就產(chǎn)生裂紋,就會(huì)出現(xiàn)如圖3所示的狀況。
3　結(jié)論
??? 連鑄坯中有FeS和MnS等夾雜物存在,破壞了鋼基體的連續(xù)性,在連鑄連軋條件下形成了邊緣裂紋。
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