隨著品種開發(fā)的不斷深入,高附加值品種鋼日趨增多,鋼種成分設(shè)計(jì)上加入大量的微合金元素如:Nb、V、Ti、Cr、Mo、Ni、Cu等,此類鋼板在軋制過(guò)程中,出現(xiàn)了各種各樣的裂紋,包括星裂、網(wǎng)裂、細(xì)小的邊部縱裂紋,特別是細(xì)小的邊部縱裂紋最多,占裂紋總量的70%。邊部小縱裂紋的出現(xiàn),造成大量鋼板報(bào)廢。濟(jì)鋼第三煉鋼廠通過(guò)組織攻關(guān)、邀請(qǐng)專家進(jìn)行學(xué)術(shù)交流,進(jìn)行了大量對(duì)比試驗(yàn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、電鏡掃描等工作,找出了產(chǎn)生邊部縱裂紋的原因,通過(guò)采取有效措施,使該類缺陷得到有效控制。
邊部小縱裂紋斷續(xù),但總體沿軋制方向,缺陷體較尖銳、細(xì)小,深度約0.1～210mm,力學(xué)試驗(yàn)不影響鋼板冷彎性能。絕大部分分布在據(jù)鋼板邊部300mm左右,偶爾分布在鋼板整個(gè)表面。取裂紋試樣觀察其金相照片,發(fā)現(xiàn)其種邊部小縱裂紋和鑄坯表面大縱裂不同,一般不存在脫碳現(xiàn)象,沒有晶粒長(zhǎng)大和氧化物原點(diǎn)。
該裂紋沒有氧化原點(diǎn),使用電鏡對(duì)裂紋處進(jìn)行掃描分析,沒有發(fā)現(xiàn)其保護(hù)渣成分,表明該裂紋并不是在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生的。最初懷疑該種裂紋極有可能是鑄坯的皮下裂紋或鑄坯在進(jìn)加熱爐加熱及軋制過(guò)程中產(chǎn)生的。
為了尋找裂紋產(chǎn)生的根源,現(xiàn)場(chǎng)取了很多低倍樣,對(duì)應(yīng)鋼板出現(xiàn)邊部小縱裂紋的爐次,對(duì)鑄坯試樣進(jìn)行了酸洗。將鑄坯試樣浸泡于工業(yè)鹽酸水溶液,酸洗后用鋼刷將附著在鑄坯表面的少量的氧化鐵皮除去,清水沖洗后,用放大鏡來(lái)觀察鑄坯表面的情況,均沒有發(fā)現(xiàn)細(xì)小裂紋。
為了驗(yàn)證是否由皮下裂紋、夾雜或氣泡造成的鋼板表面裂紋,對(duì)酸洗后的試樣進(jìn)行表面銑、磨加工,沿內(nèi)弧面向里1.5、310、415、715、1010mm逐層加工,并進(jìn)行2次酸洗,逐層進(jìn)行觀察,沒有發(fā)現(xiàn)有邊部小縱裂紋、氣泡、夾雜等跡象。
據(jù)有關(guān)資料介紹,現(xiàn)有連鑄-冷卻-再加熱工藝中,當(dāng)冷卻到600～800℃范圍,發(fā)生奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變,同時(shí)晶粒體積發(fā)生變化,碳氮化物容易在晶界析出并降低了晶界結(jié)合力。受到機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力、軋制應(yīng)力后容易產(chǎn)生裂紋。當(dāng)熱裝溫度大于Ar3值(約800℃),此時(shí)奧氏體還來(lái)不及向鐵素體轉(zhuǎn)變,氮化物不會(huì)在晶界析出,不容易產(chǎn)生裂紋。冷送時(shí)入爐溫度始終低于Ar1,因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的高溫加熱,氮化物重新全部溶解,軋制后的鋼板沒有問(wèn)題。
