Q235B鋼熱軋板帶孔洞及邊裂缺陷成因分析

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1、O235B鋼熱軋板帶孔洞及邊裂缺陷成因分析摘要：采用宏觀分析、化學(xué)成分分析、金相檢驗(yàn)以及能譜分析等方法，對(duì)某鋼鐵公司生產(chǎn)的Q235B鋼熱軋板帶中部孔洞和邊裂缺陷的成因進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：該類熱軋鋼板的中部孔洞和邊裂缺陷是由于連鑄工藝出現(xiàn)異常，造成連鑄板坯邊部產(chǎn)生表層氣孔以及中部產(chǎn)生較嚴(yán)重的硫偏析，從而使鋼板中部生成了大量的條帶狀硫化物，特別是低熔點(diǎn)FeS的生成導(dǎo)致了中部孔洞缺陷的產(chǎn)生；而連鑄板坯邊部的表層氣孔在軋制過程中導(dǎo)致了邊裂缺陷的產(chǎn)生。常規(guī)流程生產(chǎn)熱軋板帶，通常是以連鑄板坯作為坯料，通過加熱、除磷、粗軋、精軋以及層流冷卻等工藝流程得到熱軋板卷。某公司生產(chǎn)的一批Q235B鋼

2、熱軋板帶在開卷過程中發(fā)現(xiàn)板帶中部孔洞和板帶邊部縱裂紋缺陷，導(dǎo)致該批板卷報(bào)廢，給公司造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。導(dǎo)致熱軋板帶產(chǎn)生孔洞缺陷的原因有很多，例如板坯夾雜物［1?2］、板坯氣泡^氣孔［3?4］、板坯中間裂紋以及板坯中心疏松［5］等。為查明該批Q235B鋼熱軋板帶中部孔洞和邊部縱裂缺陷產(chǎn)生的原因,以便采取措施避免類似缺陷的再產(chǎn)生，筆者對(duì)其進(jìn)行了檢驗(yàn)和分析。1理化檢驗(yàn)1.1宏觀分析在Q235B鋼熱軋板帶開卷過程中發(fā)現(xiàn)，每隔一段距離板帶中部就會(huì)有一個(gè)孔洞缺陷，有些孔洞己經(jīng)完全穿孔，有些孔洞則還有一點(diǎn)未穿透，如圖1所示。另熱軋板帶的兩邊還存在邊部縱裂紋缺陷，裂紋方向基本與軋制方向平行，如

3、圖2所示。(a)孔洞位置(b>局部放大圖1中部孔洞缺陷宏觀形貌Fig.IMacromorphologyoftliecentercavitiesdefect(a)Cavityposition(b)Localmagnification圖2邊部裂紋缺陷宏觀形貌Fig.2Macromorphologyoftheedgecracksdefect表1Q235B鋼熱軋板帶的化學(xué)成分(質(zhì)圣分?jǐn)?shù))Ial>.1(Jiernicalcorn

4、K)silions<)ftheQ2?>.3Bsteelhoirollingplate(mass)條件cSiMnPsAlAh實(shí)測(cè)值<>.200?321.300.02

5、5仆.0150.00350.0030標(biāo)準(zhǔn)值蔦2a.35c1.400.045仇015c29(L00251.2化學(xué)成分分析分別在Q235B鋼熱軋板帶中部孔洞缺陷和邊部縱裂紋缺陷附近取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，結(jié)果見表lo可見該熱軋板帶的各元素含量均在GB/T700-2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》對(duì)Q235B鋼成分的技術(shù)要求范圍內(nèi)，所以該Q235B鋼熱軋板帶的化學(xué)成分合格。1.3金相檢驗(yàn)及能譜分析分別在Q235B鋼熱軋板帶中部孔洞缺陷和邊部縱裂紋缺陷處取縱向和橫向試樣,磨制、拋光和化學(xué)侵蝕后在光學(xué)顯微鏡下觀察。1.3.1中部孔洞缺陷Q235B鋼熱軋板帶中部孔洞缺陷周邊裂紋處的顯微組織形貌如圖3

6、所示,可見缺陷周邊存在許多條帶狀組織，條帶狀組織內(nèi)存在許多長條狀的非金屬夾雜物，且長條狀的非金屬夾雜物幾乎與軋制方向無關(guān)，而是圍繞著孔:同中心向板寬方向延伸。由圖3還可見,缺陷兩側(cè)有一定的氧化脫碳現(xiàn)象。＜；!)帶狀組織

7、條狀?yuàn)A雜物為硫化物，且其中有4處岀現(xiàn)了硫的原子分?jǐn)?shù)大于錨的原子分?jǐn)?shù)的情況，說明除MnS外還生成了低熔點(diǎn)的非金屬化合物FeS,如表2和圖5所ZFo表2長條狀尖雜物能譜分橋結(jié)果「ab.2EDSanalysisresultsofthebandedinclusionsc<>SiSTiCrMnFc0.413.160.2018.47L660.2623.9351.92泉r分a/%L558.900.3125.95L560.2219.6241.S8MnFeMn0Cr￡s」CrlTi)宇02468ft*/keV1012圖5長條娥夾雜物的EDSiffFig.-El)Sspectruin<4th

8、dedinclusions進(jìn)一步對(duì)Q235B鋼熱軋板帶中部孔洞缺陷周邊的顯微組織進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)除了存在硫化物類夾雜物呈長條狀圍繞著裂紋周邊分布以及向基體內(nèi)延伸以夕卜，其余部位的顯微組織正常,也未發(fā)現(xiàn)有魏氏組織存在。按照GB/T6394-2002《金屬平均晶粒度測(cè)定法》中的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖進(jìn)行晶粒度評(píng)級(jí)，為9-10級(jí)，可見晶粒正常，未出現(xiàn)粗大組織。因此，在排除粗大組織和魏氏組織的情況下，可以排除板帶中部孔洞缺陷由過熱或過燒引起的可能性。由于猛和硫的親和力大于鐵和硫的親和力,猛可與硫形成高