球扁钢表面裂纹的分析与探讨.pdf

南钢科技与管理
2013年第1期
球扁钢表面裂纹的分析与探讨
郭婕
(技术质量部)
摘要:针对球扁钢成品表面产生的裂纹进行深入研究,运用扫描电镋、金相显微镜、电子探针等手段对钢板
坯表面裂纹的形貌进行分析。结果表明,钢板的裂纹由铸坯裂纹引起,S、P等元素存在明显的偏析。
关键词:球扁钢表面裂纹偏析逹铸
Analysis and Research on Cracks on the Surface of Bulb Steel
Guo ie
(Technology Quality Department)
Abstract: The morphology of cracks on the surface of bulb steel was analyzed by means of scanning electron microscope
SEM), metallographic microscope and electron probe. The results showed that the cracks were caused by cracks of
casting billets. There was obvious segregation in S, P elements.
Key words bulb steel; surface crack; segregation; continuous casting
前言
1试样的制备
球扁钢作为大型船只和舰艇在设计时选用的
实验样品为B36球扁钢,坯料规格:20m,主要
种扶强材,主要应用在船体中的船头、双层底、斜边化学成分C:0.08%,Mn:1.41%,S:0.29%,
舱、甲板、货舱、驾驶室等。近年来随着造船业的迅P:0.0129%,S:0.0019%,V:0.09%,Nb:0.004%。
猛发展,船用球扁钢需求较旺盛,其独特的形状使得主要工艺路线:转帅炉炼钢-IF(脱硫)一板坯连铸
球扁钢比其他型钢在船舶的应用上具备更多的优越坯料切割成方坯一方环加热(控制加热温度、开轧温
性。但是球扁钢由于采用孔型轧制,使得其轧制温
度)-5500轧机粗轧-重450×1轧机中轧-450
度较钢板高、每道次的压下量较小,轧制工艺比钢板
x2轧机精轧-450成品轧机一尺寸检验一热锯切
复杂得多;而且一般装备比较落后,这使得先进的控
制轧制控制冷却技术都难以在球扁钢的生产中得
轧后冷却(水冷、风冷)ー矫直一性能检测。
以应用,这对于开发高强度球扁钢造成了很大的困
表面裂纹位于腹板部分,肉眼可以观察到一条
难。宿迁金鑫在轧制B6球扁钢时出现一批表面裂长约20cm,宽度约为1mm的主裂纹,在主裂纹附近
纹问题,造成了表面质量不合格,严重影响了交货有许多细裂纹分支,按照裂纹的起始位置、中间和裂
期,因此有必要对裂纹形成原因进行研究,本文运用纹末端各取一块15mm×15mm的试样,对裂纹表面
扫描电镜、金相显微镜、电子探针等手段对裂纹进行及横截面进行磨制、地光和腐蚀,进行扫描电镜和电
了全面剖析。
子探针等分析。
2013年第1期
南钢科技与管理
2表面裂纹分析
铁、锰的氧化物,并有少量MnS夹杂。
2.1扫描电镜分析
将裂纹末端的试样表面进行轻微磨制抛光后,
形貌如图1,有许多分支的浅裂纹,放大后发现裂纹
附近有很多氧化原点,如图2,对裂纹内及附近的夹
杂物进行能谱分析,裂纹内的主要成分为铁的氧化
物,附近的夹杂物成分为MnS,结果如表1,图中的值
为各元素的重量百分比。
1mm:0000 NG-CLS
图3裂纹的横面形貌
20kv--sx10 2mm 0000 NG-CLS
图1表面裂纹形貌
Electron Image 1
图4裂纹横截面能谱分析
表2横截面裂纹内及附近夹杂物成分,wt%
trum
Total
Spectrum I 17.93
4.2477.84100.00
Spectrum 2 17.63
3.8678.51100.00
Spectrum31.790.4135.2140.5722.02100.00
pectrum 4
7.3175.36100.00
pectrum 5 21.37
78.631000
Electron Image 1
将抛光试样用4%的硝酸酒精溶液进行腐蚀,组
图2裂纹内及附近能语分析
织如图5,裂纹附近有轻微脱碳现象,其余部分组织
表1表面裂纹内及附近夹杂物成分,wt%
为F+P,晶粒度为8.0~8.5级。
Spectrum
Total
从裂纹周围的氧化原点及成分可以看出是发生
pectrum
59.275.89100.00
了内氧化,而要发生内氧化必须要满足两个条件,即
Spectrum 2
27.701.8645.0825.36100.00
Spectrum 3
21.701.1530.5646.59100.00
温度要达到950~1200℃,时间至少0.5小时以上。
Spectrum417.481.0481.48100.00因此点状氧化物是轧制前铸坯在加热和保温过程中
对试样的横截面进行磨制抛光后,形貌如图3,造成的,此时钢中的铁、锰与氧结合生成富锰的氧化
裂纹横截面深度为2.27mm,对裂纹附近夹杂物进物颗粒,而且有文献指出,当硅含量达到0.25%时
行能谱分析,如图4所示,结果如表2,主要成分为内氧化就十分强烈,根据试样的成分,钢板中硅含量