钢板分层缺陷的成因及控制

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山西金属学会 2009-06-03 09:14 评论(0 浏览(1732

钢板分层是中厚板生中一种常见缺陷,可恶化钢板力学性能,特别是沿厚度方向的力学性能显著降低,极易造成钢板降级改判。该缺陷容易出现在30mm厚规格以上,小于30mm厚钢板多无分层缺陷,且规格越厚,分层缺陷越明显。

金相分析发现:存在较高级别的硫化物夹杂,在分层缺陷两侧存在铁素体偏析带,其中有长条的MnS夹杂。分层缺陷的向内延伸裂纹线上存在较高含量的C,O,S,Mn和Fe等元素。

其分层机理:当钢水中S含量偏高,在钢水凝固进程中,、钢中S和Mn元素、会生成MnS夹杂。轧制过程中,存在于钢中的硫化物夹杂沿轧制方向变形为长条状,在剪切过程中,由于受到Z向拉应力的作用,塑性硫化物夹杂内部因平面滑移而产生了长且窄的滑移带,滑移带上的位错被阻塞在夹杂物和基体的界面处,造成该处的应力集中并导致界面处首先产生空洞;随着应力的增大,空洞互相连通形成微裂纹且进一步扩展,促使相邻夹杂物引起的裂纹连通形成平台,进而形成宏观分层。

可以得出其控制措施:

1降低钢中硫含量减少钢中硫化物夹杂

因钢板分层主要是由于硫化物夹杂存在形成空洞、裂纹而造成的。因此,降低钢中硫含量是减少钢板分层的主要途径。可通过加强对入炉铁水和铁块硫含量的控制来降低硫含量,及采用双渣操作来降低硫含量。

2增大轧制压缩比

由于轧制过程中,压缩比越小,钢中的硫化物变形量越小,钢板产生的分层越明显。而分层的钢板主要集中在30mm以上钢板(30mm以下钢板未出现分层),部分钢板厚度达到40mm,而所用坯料厚度为180mm,压缩比只有4.5~6。增大压缩比有利于钢板内部缺陷的焊合,特别是采用大压下轧制工艺,可使钢板内部的组织更均匀,硫化物夹杂更细小,分层缺陷产生概率越小。

此种通过在冶炼时控制硫含量及轧制时增大压缩比的方法,在国内临钢用于降低钢板分层缺陷,实施后发现效果良好。

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