《中厚板延伸率不合原因分析5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中厚板延伸率不合原因分析5（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 中厚板延伸率不合原因分析 1 中厚板延伸率不合原因分析 彭洪宇 潘咏忠 廖 明 肖 彪 张夫恩 黄光东 （重庆钢铁股份公司钢研所, 重庆 400084） 摘 要 针对中厚板生产中出现的延伸率不合的问题，采用低倍检验、金相分析、扫描电镜检验等对中厚板金相组 织和缺陷形貌进行研究。结果表明：钢中偏析带中的硫化物夹杂是这一类型中厚板延伸不合的主要原因。 关键词 延伸率 硫化物夹杂 轧制压缩比 The Reason Analysis on Incompetent Elongation of Medium Plate Peng Hongyu Pan Yongzhong Liao Ming Xiao B
2、iao Zhang Fuen Huang Guangdong (Iron and Steel Research Institute of Chongqing Iron and Steel Co.,Ltd., Chongqing, 400084) Abstract Against on the problem of low elongation medium plate ,study on macrostructure , macrostructure and fracture pattern of steel plate and slab was performed . The effect
3、of the slab intermediate crack low power rating and rolling compression ratio to the steel properties and the inspection results had been analyzed. Key words incompetent elongation, sulfide inclusion, rolling compression ratio 1 前言 延伸率是反映钢材塑性的重要性能指标， 某钢厂生产的中厚钢板有时会出现因延伸不合造成判废或改判 的现象。对此，将出现延伸不合格的中厚钢板进
4、行低倍及探伤检验，并将探伤不合格处进行准确定位。采用 金相分析、 刨削试验和扫描电镜检验等手段对延伸不合的中厚板探伤缺陷处的组织和成分偏析进行系统分析 和研究，找出了影响这一类型的中厚板延伸不合原因。 2 试验结果 试验材料为出现延伸不合格的中厚钢板，化学成份见表 1。 表 1 试验钢板化学成分 (%) C Si Mn P S Als Ni Cr Cu C+1/4Mn Mn/S 0.16 0.2 0.5 0.017 0.017 0.02 0.01 0.02 0.03 0.24 29.4 2.1 力学性能 试验钢板的力学性能如表 2。 三个厚度钢板的屈服强度、抗拉强度和冲击值均合格。其中 16m
5、m 厚钢板延伸率合格，25mm 厚钢板初 彭洪宇，男，助理工程师， 2 第九届中国钢铁年会论文集 试不合但复试合格，30mm 厚钢板初试、复试均不合格。对试验钢板进行探伤检验并将探伤不合缺陷处定位 并取样，对试样探伤缺陷处和非缺陷处分别进行力学性能检验如下表。 表 2 钢板力学性能 厚度/mm 轧制压缩比 屈服强度/mm2 抗拉强度/Nmm2 延伸率/% 断口 冲击值/J 16 15.6 合格 合格 初试合格 无异常 合格 25 10 合格 合格 初试不合 复试合格 无异常 合格 30 8.3 合格 合格 初试不合 复试不合 无异常 合格 表 3 试样钢板探伤缺陷处的对比性能检验结果 钢板厚度
6、 位置 屈服 抗拉 延伸 冷弯 常温冲击 缺陷处 347 476 34.5 完好 57 59 64 16mm 非缺陷处 351 478 29 完好 64 60 67 300 449 32.5 完好 60 58 53 缺陷处 304 453 23.5 完好 57 60 62 25mm 非缺陷处 301 449 32.5 完好 64 56 53 296 451 32 完好 58 59 56 缺陷处 300 451 28.5 完好 54 57 78 30mm 非缺陷处 298 450 30.5 完好 58 56 69 注：延伸率合格标准为27%，如表 4。 由表可知，16mm 和 30mm 厚钢板的
7、屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯和常温冲击值缺陷处和非缺陷 处相差不大且都合格。25mm 厚钢板屈服强度、抗拉强度、冷弯和常温冲击值缺陷处和非缺陷处都合格，但 延伸率缺陷处不合格而非缺陷处合格。 表 4 Q235B 力学性能标准（GB-T700-2006 碳素结构钢） 厚度/mm Rel/Nmm2 Rm/Nmm2 A/% AKV(纵向)/J 1640 225 370500b 26 27 2.2 钢板低倍 钢板低倍检验表明，钢板断面 1/41/2 处均有波浪弯曲状黑线，如图 1 所示。 图 1 试验钢板低倍黑线 2.3 金相分析 在钢板断面黑线处取样，经金相分析，缺陷（黑线）处有明显的偏析带，且
8、该处有硫化物夹杂，组织为 中厚板延伸率不合原因分析 3 F+P。如图 2、图 3 所示。 图 2 硫化物夹杂物(100) 图 3 偏析、硫化物夹杂物及组织(50) 在延伸不合钢板探伤不合缺陷处取样做金相分析，该处有较多的硫化物夹杂，也存在偏析，组织正常， 为 F+P，见图 4。 图 4 缺陷处的硫化物夹杂、偏析及组织(200) 2.4 刨削试验 在试验钢板探伤缺陷处进行刨削试验，在钢板厚度方向的 1/6 至 1/2 处均发现缺陷。如图 5 所示。 图 5 16mm 和 25 mm 钢板刨削后形貌 在刨削波浪状缺陷处取样，缺陷处有较多的硫化物夹杂，且存在偏析，组织为 F+P，见图 6、图 7。
9、4 第九届中国钢铁年会论文集 图 6 缺陷处的夹杂 X200 图 7 缺陷处的夹杂、偏析及组织 X200 2.5 电镜能谱分析 在延伸不合钢板探伤缺陷处对硫化物夹杂和偏析处取样做电镜能谱分析，结果如下。 图 8 硫化物夹杂的能谱分析 图 9 偏析处能谱分析 电镜能谱结果显示试样硫化物夹杂处硫 13.86%，铁 66.06%，锰 16.37%。主要为 FeS 夹杂，另有 MnS 夹杂。偏析处硫为 3.87%，铁为 92.64%，锰为 1.55%。碳、硫、锰含量存在较大的成分偏析。 3 分析 3.1 硫化物 钢的中心偏析通常发生在凝固末端的固液两相区内， 是由于溶质元素富集区的浓化液相流动造成的。
10、 锰、 硫、碳等元素的偏析、富集增加了 MnS、FeS 等硫化物的析出。大量的硫化物夹杂会降低钢的塑性和韧性， 中厚板延伸率不合原因分析 5 一方面在其变形过程中已被拉长的硫化物夹杂，受力后发生破裂，断成若干小段，同时由于硫化物夹杂与基 体界面的分离而起到“内部细颈”的作用，降低了钢的塑性。另一方面硫化物夹杂与基体金属之间有不同的 弹性和塑性性能，破坏了基体的连续性，当试样受到应力作用时，应力在基体与夹杂中传递的方式不同，这 样使得夹杂物与基体交界处成为强度最弱区。在外力作用下，夹杂物周围产生应力集中，而引起塑性变形， 于是在夹杂物周围产生大量位错环2。大量位错环的扩展和聚合，形成微裂纹。在外
11、力作用下，裂纹沿硫化 物边沿发展，使钢板的延伸降低。 3.2 钢中硫对延伸率的影响 钢中硫含量对钢板延伸合格率的影响如图 10 所示。 图 10 钢中硫含量对钢板延伸率的影响 出现延伸不合钢板的硫含量较延伸合格钢板高 0.005%。 3.3 轧制压缩比对钢板延伸的影响 试验钢板轧制压缩比与延伸关系如图 11 所示。 图 11 试验钢板轧制压缩比与延伸关系图 由图可知，当试验钢板轧制压缩比10 时，钢板会出现延伸率不合的情况；当钢板轧制压缩比15.6 时，延伸性能合格。 4 改进措施 (1) 严格控制钢中硫等杂质元素含量，提高钢水纯净度。 (2) 稳定连铸工艺参数、保证铸机状态，包括增加电磁搅拌
12、、动态轻压下、优化二冷水等措施，以减轻 铸坯中硫等元素的成分偏析。 (3) 轧制时，适当增加压缩比有利于减少钢板延伸不合的发生。 6 第九届中国钢铁年会论文集 5 结语 (1) 钢中偏析带中的硫化物夹杂是某钢厂这一类型的中厚板延伸不合的主要原因。 (2) 从低倍检验结果可以看出， 这一类型延伸不合钢板探伤缺陷处断面1/41/2处均有波浪弯曲状黑线， 而对黑线处金相分析表明，黑线处有明显的偏析带，且该处有硫化物夹杂，组织为 F+P。刨削试验和电镜能 谱分析同样表明缺陷处有较多的硫化物夹杂，且存在严重锰、硫偏析。 (3) 从试验钢板的性能检验结果看，这一类型的中厚板延伸不合与钢板轧制压缩比和钢中硫含量有一定 关系。即在同等条件下轧制压缩比越大、硫含量越低，钢板出现延伸不合的概率越低。 参 考 文 献 1 蔡开科, 程士富. 连续铸钢原理与工艺m. 北京：冶金工业出版社, 2008. 2 罗森, 张风武. Q345R 容器板延伸不合的影响因素分析J. 宽厚板, 2010, 10(5).
