摘 要:針對(duì)310S不銹鋼中厚板表面出現(xiàn)裂紋缺陷的問(wèn)題,對(duì)其連鑄坯進(jìn)行了低倍組織檢測(cè)及 表面滲透檢測(cè),再對(duì)產(chǎn)生裂紋缺陷的熱軋鋼板進(jìn)行了掃描電鏡分析及金相檢驗(yàn)。結(jié)果表明:熱軋鋼 板明顯分成再結(jié)晶和未再結(jié)晶區(qū)域,裂紋均位于再結(jié)晶區(qū)域;由于再結(jié)晶和未再結(jié)晶區(qū)域組織的變 形抗力不同,在鋼板軋制過(guò)程中,變形抗力弱的區(qū)域開(kāi)始出現(xiàn)裂紋,并擴(kuò)展到鋼板表面,這是產(chǎn)生表 面裂紋缺陷的主要原因。
關(guān)鍵詞:310S不銹鋼;中厚板;表面裂紋;結(jié)晶區(qū)域
中圖分類(lèi)號(hào):TG337.5;TG115.21 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):1001-4012(2022)04-0041-02
310S不銹鋼為高鉻高鎳型奧氏體不銹鋼,與體 心立方結(jié)構(gòu)的鐵素體和馬氏體耐熱鋼相比,其不僅 具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和力學(xué)性能,也具有優(yōu)異的 高溫耐氧化性和抗蠕變性能[1-3]。該不銹鋼主要應(yīng) 用于高溫 爐、石 油 化 工、機(jī) 械 行 業(yè)、航 空 航 天 等 領(lǐng) 域[4-7]。
某酸洗后的310S不 銹 鋼 中 厚 板 表 面 有 大 量 的表面裂紋缺陷(見(jiàn) 圖 1),筆 者 對(duì) 其 連 鑄 坯 進(jìn) 行 了低倍組織檢測(cè)及 表 面 滲 透 檢 測(cè),再 對(duì) 產(chǎn) 生 裂 紋 缺陷的熱軋鋼板進(jìn)行了掃描電鏡(SEM)分 析,最 終 通 過(guò) 改 變 熱 軋 工 藝 消 除 了 該 中 厚 板 表 面 裂 紋 缺陷。
1 理化檢驗(yàn)
1.1 連鑄坯的低倍組織檢測(cè)和滲透檢測(cè)
310S不銹鋼在凝固過(guò)程中很容易產(chǎn)生晶間裂 紋,采用低倍組織檢測(cè)和滲透檢測(cè)方法對(duì)同爐號(hào)的 連鑄坯進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果如圖2,3所示。
在310S不銹鋼連鑄坯上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何裂紋缺 陷,在鑄坯中心有0.5級(jí)的疏松缺陷。將連鑄坯橫 截面進(jìn)行了銑磨和拋光處理,在滲透檢測(cè)時(shí),將溶有 著色染料的滲透液噴涂于拋光后的鑄坯橫截面上, 如有缺陷存在,由于毛細(xì)作用,滲透液滲入到細(xì)小的 表面開(kāi)口缺陷中,然后清除附著在工件表面的多余 滲透液,經(jīng)干燥后再施加顯像劑,缺陷中的滲透液在 毛細(xì)作用下被重新吸附到表面上被顯示出來(lái)。
1.2 310S不銹鋼中厚板的SEM 檢驗(yàn)和金相檢驗(yàn)
對(duì)熱軋態(tài) 310S 不 銹 鋼 中 厚 板 的 橫 截 面 進(jìn) 行 SEM 檢驗(yàn),結(jié)果如圖4所示,由圖4可知,裂紋周?chē)? 并無(wú)大面積氧化區(qū)域,也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)含有硅元素的氧 化質(zhì)點(diǎn),說(shuō)明裂紋并沒(méi)有經(jīng)過(guò)高溫加熱,初步推測(cè)裂 紋是在坯料加熱后經(jīng)過(guò)軋制的過(guò)程中形成的。
將拋光后的熱軋態(tài)310S不銹鋼中厚板進(jìn)行侵 蝕,采用光學(xué)顯微鏡觀察其組織,結(jié)果如圖5所示。 通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn),鋼板明顯分成再結(jié)晶和未再結(jié)晶兩 個(gè)區(qū)域,裂紋均發(fā)生在再結(jié)晶區(qū)域,再結(jié)晶區(qū)域和未 再結(jié)晶區(qū)域的變形抗力不同,在軋制過(guò)程中,變形抗 力小的區(qū)域形成裂紋,這是導(dǎo)致鋼板表面產(chǎn)生裂紋的主要原因。
2 改進(jìn)措施
由以上分析可知,表面裂紋產(chǎn)生的原因?yàn)殇摪? 軋制過(guò)程中產(chǎn)生的兩相組織變形抗力不同,要消除 裂紋,就要使鋼板熱軋態(tài)組織盡量單一,鋼板充分再 結(jié)晶或全部為軋制態(tài)組織。
材料在熱變形的過(guò)程中,能否發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 主要取決于變形量、變形溫度與變形速率。材料動(dòng) 態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生不僅與變形量有關(guān),還與溫度和應(yīng) 變速率有關(guān),溫度越高,應(yīng)變速率越低,越能促進(jìn)材 料動(dòng)態(tài)再結(jié)晶[8-10]。
產(chǎn)生缺陷的310S不銹鋼中厚板在熱軋過(guò)程中 熱量散失得較快,終軋溫度約為900℃,根據(jù)動(dòng)態(tài)再 結(jié)晶理論,在熱軋過(guò)程中實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)態(tài)再結(jié)晶難度 極大。軋鋼向不發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的方向發(fā)展,調(diào)整 前后的軋鋼工藝如表1所示。
調(diào)整軋鋼工藝后,熱軋態(tài)微觀形貌如圖6所示, 由圖6可知,經(jīng)熱處理后晶粒度為6級(jí),鋼板經(jīng)酸洗 后表面裂紋缺陷已經(jīng)消除。
3 結(jié)論
(1)對(duì)310S不銹鋼連鑄坯和熱軋態(tài)中厚板進(jìn) 行了低倍組織檢測(cè)、滲透檢測(cè)、SEM 分析和金相檢 驗(yàn),可知引起裂紋缺陷的主要原因是軋制工藝不合 適,鋼板熱軋態(tài)組織再結(jié)晶和未再結(jié)晶區(qū)域明顯,而 再結(jié)晶區(qū)域的變形抗力較低。
(2)降低軋制溫度可減小軋制過(guò)程中單道次變 形量,使鋼板在軋制過(guò)程中盡量不發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶, 鋼板變形抗力一致消除了鋼板的表面裂紋缺陷。
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<文章來(lái)源>材料與測(cè)試網(wǎng)>期刊論文>理化檢驗(yàn)－物理分冊(cè)>58卷>4期(pp:41-42)>