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冷軋Q195L帶鋼表面翹皮缺陷分析

來源:北京普瑞賽司儀器有限公司   2009年10月29日 15:31  

張亞軍,吳艷杰,高寒蕾

(唐山建龍實業有限公司 技術處,唐山 064200)
 
摘 要:通過宏觀檢驗、化學成分分析、金相檢驗和能譜分析等手段對冷軋Q195L。帶鋼表面翹皮缺陷進行分析。結果表明:鋼中存在的多種非金屬夾雜物、氧化鐵皮和保護渣是引起帶鋼翹皮的主要原因。
關鍵詞:冷軋;翹皮;夾雜;氧化鐵皮
 
某公司生產的連鑄連軋熱軋Q195L帶鋼用戶將其冷軋到尺寸為1.5mm×715mm的過程中出現表面翹皮缺陷,生產工藝為連鑄坯→熱連軋→酸洗→冷軋→熱處理(660℃退火,保溫720min)→精整,筆者對缺陷部位進行了理化檢驗和分析,以找出缺陷產生的原因。
1 理化檢驗
1.1 宏觀檢驗
表面翹皮呈沿著軋制方向的線狀條紋和帶狀條紋,通常狹小的線狀條紋長度在1~3mm,比帶鋼表面亮或暗,而帶狀條紋長度在10~50mm(圖1),皮下偶爾存在可目視觀察到的灰色外來物質。取缺陷部位在掃描電鏡下觀察,結果見圖2.初步排除是劃傷的可能性。

1.2 化學成分分析
1為Q195L冷軋帶鋼的化學成分測試結果,可見其化學成分均在標準范圍內。
1.3 金相檢驗
用切割機在缺陷的不同部位分別切取尺寸約40mm×50mm的金相試樣,經磨制、拋光、4%硝酸酒精溶液侵蝕后,在顯微鏡下觀察,其組織為鐵素體+少量珠光體+游離滲碳體,鐵素體晶粒度按GB/T6394-2002標準評定為9.5級,晶粒延伸度按GB/T4335-1984標準評定為介于Ⅰ和Ⅱ系列之間,見圖3。在掃描電鏡下觀察組織形貌,結果如圖4所示,可見大量的點鏈狀夾雜,這些點鏈狀夾雜一部分是沿晶界分布,另一部分為穿晶分布。







 

1.4 能譜分析
對點鏈狀夾雜進行X射線能譜分析,發現其為MnS夾雜。大量的穿晶分布的和沿晶界分布的MnS夾雜對Q195L鋼的組織性能會產生嚴重的影響。
在掃描電鏡下觀察翹皮的斷面形貌并進行X射線能譜分析,結果如圖5所示。可見缺陷的斷面含有鐵、鈣、氧和硫等元素,分析翹皮原因可能是Fe2O3,CaO等氧化物和硫化物夾雜引起。翹皮斷面附近含有大量碳元素,碳富集在此處,也是產生缺陷的原因。翹皮斷面附近有很多黑色夾雜,有些呈點鏈狀,有些則不是,對不呈現點鏈狀的黑色夾雜進行X射線能譜分析,發現黑色夾雜由硅、錳和鐵組成,見圖6.





 

2 分析與討論
 經過上述分析可知,冷軋帶鋼表面翹皮的顯微組織中有大量鐵、鈣、氧和硫等元素,附近存在由硅、錳和鐵組成的黑色夾雜。這些夾雜主要由Fe2O3、CaO,SiO2和MnS等組成,主要來源是氧化鐵皮、保護渣和夾雜物,這是由于煉鋼工藝采用連鑄連軋,生產節奏快,夾雜物上浮時間短,鋼液液面控制和除鱗效果難以得到有效保證,造成鋼材中存在上述夾雜。這些夾雜埋藏較淺,成鏈狀分布,距帶鋼表面較近,并且這些夾雜物塑性低,破壞了鋼基體的連續性。在冷軋工藝下,帶鋼表面金屬變形量大,由于夾雜物的作用,容易形成表面翹皮缺陷。
3 結論
 冷軋Q195L帶鋼表面翹皮是由氧化鐵皮和爐渣保護渣的殘留物引起的,鑄坯中含有較多的夾雜物,加熱和除磷效果不力是造成翹皮的主要原因。
 

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