ML08Al冷镦开裂原因分析及控制质量拯锕企业{仑坛l曩¨=….薯妾¨.囊誊ML08AI冷镦开裂原因分析及控制ReasonandControllingofColdHeadingSteelML08A1Cracking范众维,陈修明/FANZhong—wei,CHENXiu—ming低碳冷镦钢ML08A1是生产4.8级以下标准件及各类复杂外形非标零件的主要钢种,广泛应用于制造螺栓,螺母,铆钉等各类紧固件及各种冷镦成形的零配件.在实际冷镦加工过程中,金属变形量很大(大约60%～70%),而且承受很大的变形速度,因此,在保证ML08A1冷镦钢力学性性能的同时,必须保证其冷镦工艺性能【1].生产实践说明,线材外表质量直接影响冷镦钢的加工_T艺性能,因为在冷镦加工过程中,钢材外表所受到的扣应力最大,因此,线材上的轻微裂纹也会因为应力集中而致冷镦开裂.2021年10月份,方大特钢接到多起有关ML08A1冷镦钢的质量异议,反应当月生产的ML08A1冷镦钢在冷镦加工过程中,经常出现冷镦开裂现象,有的客户成品报废率甚至到达30%以上.为了弄清ML08A1冷镦开裂的原【大J,公司相关单位进行了实验检测,以及时解决该问题.检测方案首先,从产品过程追述开始,对当月锭坯检验数据及轧钢加热控制数据进行查询,并对当月剩余锭坯进行外部质量及低倍组织抽查.同时,在存在质量异议的剩余线材中(以炉号为2A09—09460一G1,规格为20mm为分析样)抽出10卷各卷取一段(编号为:0,l,2,…),每段再锯切成假设干小段作实验检测样进行检测(编号为:0-1,0-2,0.3,…).检测工程包括金相组织,脱碳,夹杂,冷镦,酸洗外表缺陷判定等.其中,冷镦检测项中,为了更好地确定是否为线材外部质量问题所致,冷镦检测分车削外表和不车削外表两类比照,车削深度为1mm表1ML08A1夹杂判定编号夹杂物类型ABCD脱碳层l一13—15.17—19—105O50.505O.5O.51.O05O51.005O.51.OO.5O.5O505O.505O.5表2ML08AI冷镦检测比照.1/3冷镦(车削1/4冷镦(车削1/3冷镦l/4冷镦珈外表)骊可外表)0-2完好0-3完好0.4完好0.5开裂1—2完好1-3完好1.4完好1-5完好2-2完好2-3完好2-4开裂2-5开裂3-2完好3-3完好3.4完好3-5完好4-2完好4—3完好4.4完好4.5微裂5-2完好5-3完好5-4完好5-5微裂6-2完好6-3完好6_4完好6-5微裂7.2完好7-3完好7—4完好7-5完好8-2完好8-3完好8-4完好8-5完好9-2完好9-3完好9.4微裂9.5微裂作者单位:方大特钢科技股份技术中心,江西南昌33001242窖磊咎善2021年第6期l企业论坛质量担翱L_i警譬_.__l"蠹检测结果锭坯及加热制度检查经对2021年9月份ML08A1锭坯检测记录及ML08A1钢坯加热制度记录进行检查,并对当月剩余ML08A1锭坯进行外部质量及低倍组织抽查.经检测锭坯质量(包括化学成分,内部质量,外部质量)合格,加热制度也正常.线材金相检测据检测中心对线材检测结果,ML08A1冷镦钢的金相组织为铁素体加少量的珠光体,并且其珠光体略呈球状,晶粒度为7.5～8.0级(见图1,图2o线材夹杂,脱碳检测,其结果见表1.线材冷镦外表质量检钡0,检测结果见表2.酸洗检测对冷镦开裂/微裂样裂口形貌观察,并取具有典型代表性的冷镦开裂样2—4,9.5酸洗进行缺陷判定,经判定,编号2-4样裂纹深度方向沿检测式样直径方向,沟槽处较平滑,底部圆钝,其周边无脱碳现象;编号9-5样为对称性多微裂纹样,裂纹与试样直径方向成一定角度,裂纹周边有非常轻微脱碳现象(见图3,图4,图5).为了进一步判定开裂原因,将编号2.4,9-5检测样对应编号的剩余线材(编号2-0,9-0)酸洗.检测外表质量发现,编号2-0检测样有数条裂纹,有连续也有不连续的,其中一条较大裂纹(对应图3缺陷)底部呈扁平状;编号9-0检测样也有数条裂纹缺陷,多为通体连续对称性裂纹,裂纹图1金相组织分析图6~-g-2—0酸…"…Z貌一图2金相组织分析图3编号2-4裂纹形貌图4编号9—5裂纹形貌(腐蚀)图5编号9—5对称面裂纹形貌图7编号9—0酸洗形貌呈倾斜状,一侧边部为不规那么波浪锯齿状(见网6,图7).结果分析裂纹类型判定由检测结果可知,检测锭坯质量(包括化学成分,内部质量,外部质量)合格,加热制度也正常,排除坯料及加热制度的影响.ML08A1冷镦钢的金相组织为铁素体加少量的珠光体,并且其珠光体略呈球状,晶粒度为7.5～8.0级,这种组织是相比照较理想的冷镦组织,能使冷镦钢线材获得适中的抗拉强度和良好的韧性,保证了ML08A1的加工性能和使用性能口].因此,冷镦开裂性并非由组织异常引起.根据夹杂物检测结果,ML08A1冷镦钢的夹杂数量或尺寸很小,只B类(氧化铝)夹杂数量偶尔相对较多.脱碳检测结果说明ML08A1线材根本上没有脱碳层(ML08A1为低碳钢,脱2021年第6期谵哼善43*^质量粒釉瓣戮群嬲孽毒蠹蓦≯鐾--舅罄誊蓦簿鞲黪藏碳的可能性很低),因此,线材夹杂及脱碳也不应该是ML08A1冷镦开裂的主要影响因素.同时,观察冷镦开裂试样,并没有发现整个裂口内都是新鲜白亮色金属,而是颜色暗淡,裂口内侧也不粗糙,无锋利撕裂状根部,故也不应该是轧制内应力过大引起.对20mm规格成品样车削前后冷镦比照,车削前1/3冷顶锻完好率80%,1/4冷顶锻完好率40%,而车削后1/3,1/4冷顶锻全部完好.综合分析,判定检测样2.4缺陷为热轧划伤,判定依据[3]:裂纹深度的方向沿试样的直径方向,为纵向裂纹,而塑性缺乏时,裂纹外形呈45.剪裂,裂口平直光滑;缺陷裂纹源延伸出的组织中没有脱碳现象;从图3及图6可知,裂纹沟槽状,各处平滑,底部呈明显圆钝状;母材酸洗后材全长上,其裂纹既有连续分布的,也有不连续分布的;从裂纹内的外表状况来看,缺陷属于热坯料所致,而非用户划伤.因线材未进行热处理,假设是用户吊运使用过程中操场的新划伤,那么其裂纹内外表会露出新鲜白亮金属,旧的划伤内那么因氧化原因而颜色暗淡.判定检测样9-5缺陷为折叠裂纹,其判定依据如下:从线材酸洗样缺陷外形上看,裂纹呈倾斜状,且通体对称性,一侧边部为不规那么波浪锯齿状,此为折叠的典型外观表现;由图4,图5可知,裂纹深度方向与试样直径方向明显呈一定角度,裂纹底部较窄细;44枣凌世善201O年第6期裂纹源延伸处的组织稍微有脱碳现象,裂纹周边组织晶粒度大小与同一径值区域组织晶粒度大小不同,珠光体含量也有所减少.综上所述,可以判定此次质量事故的主要原因是线材外表划伤和折叠.线材外表折叠划伤缺陷产生原因材的整个生产过程中,由于轧制道次多,轧线长,对于折叠划伤等缺陷产生的可能因素很多,主要原因有:轧制温度过低或者是压下量过大,轧件宽展量大,溢出孔型,形成耳子,在随后的~LI~I过程中形成折叠缺陷;进口导卫,导板安装不正,容易形成单向折叠;而出口导卫,导槽的安装不当那么易造成划伤;进口导卫磨损严重,失去了正确导向的作用,易产生耳子,最终形成折叠;而出入口导卫磨损严重,产生毛刺,或者滚动导卫磨损,失效,失去滚动导向作用的话,都极易划伤轧件;轧机没有调整好,错辊轧制,产生错边耳子,进而形成折叠缺陷;氧化皮或其它异物积聚在导卫,水冷箱内水冷导管等部位,当与高速通过的轧件产生相对位移时,极易形成划伤缺陷;吐丝机侧板位置不正确,吐丝速度调整不当,吐丝管磨损或内壁有异物,风冷线辊道及侧壁有凸起物,以及集卷过程中布料器及集卷筒内壁有锋利凸起或集卷筒中导向门未呈合理弧形,都会划伤盘卷.线材外表质量控制措施对于冷镦钢,外表质量的控j蕊警t"ii]ii:iiili!{iiililiii驾誓誓.警I企业论坛}\制至关重要,但在实际生产操作过程中,外表质量的控制又是很难稳定的,特别是对划伤缺陷的控制.因此,在工艺技术上进行改良的同时,更重要的是要求在岗调整工勤观察,及时调整轧线中不合理之处.折叠类缺陷控制措施严格制定钢坯加热炉制度并严格执行,确保钢坯心部温度达到预定温度范围,禁止轧低温钢;正确设计孔型,合理分配各道次压下量,防止轧件展宽过大,在孑L型中过充满现象发生,以减少皱折及由耳子形成的折叠缺陷[4].正确安装导卫,导板,及时更换调整导卫,消除因导卫,导板引起的折叠缺陷.同时,初中轧中较为严重的划伤也会在后续的轧制过程中形成折叠,因此,其导卫,导板中是否磨损有毛刺或异物也应引起注意.尽量控制好轧制的节奏,保持料型的稳定,并且合理控I~I~L槽冷却,从而减少轧槽磨损.正确安装调整轧机,防止轧槽对位不中,同时确保轧辊的轴向固定,杜绝轧制过程中轧辊的横向跳动,从而消除错边耳子,单侧折叠缺陷的形成[5】.划伤类缺陷控制措施首先,必须定期对导卫,导板,冷却水槽,吐丝机导管等可能存在划伤线材隐患的设备部件进行检查,查看是否有毛刺或凹凸点,有的话及时修整更新;及时清扫各导向部位的氧化皮等异物.其次,正确安装进,出口导卫,防止轧件与导卫等导向装置产生大应力点,线接触].其三,【企业论坛尽量匹配各道次轧制速度及夹送辊速度,确保轧件在轧制过程中的稳定,防止轧件因跳动而与导向装置发生碰撞,产生刮(划)伤.其四,正确安装调整吐丝机侧导向板,吐丝管,保证风冷线及集卷筒圆滑过渡.结束语根据以上控制措施,结合现场实际情况,及时对高线厂轧线相应T艺设备进行了渊整改良,ML08A1及其它钢种冷镦钢的冷镦合格率大幅提升.瑟i『11高永彬,王庆贤,汗景华.ML08AI冷镦钢盘条的试制金属制品,2006,32(4):3O一3l[2】强十涌,乔德庸,李曼云高速轧机线材生产(第2版)北京:冶金工,I出版社.2021[3]李伟,许立伟,郭景彪低碳冷镦钢冷镦开裂原因分析山西机械,2001f4):55.56[4]安诚庆,张希元,张宏.冷镦钢顶锻开裂原因分析及其改良措施轧钢,2003,20(1):66—67[5】孙维,开忠冷镦钢盘条冷镦不合格的原凶分析钢铁研究,2005(2):17—19作者简介范众维(1986一),男,学士学位,方大特铜科技股份(技术中心),工程师,主要从事新品研发,工艺技术改良及钢材质量控制工作,E—mail:f7013@163.con1冷轧带钢外表氧化缺陷的控制PracticeinCold济钢冷轧板厂现有全氢罩式退火炉39座,年设计产量69.1万t.氢气由于具有强烈的复原性。