连续退火板表面鱼鳞纹缺陷形成机理分析及改进措施

发布时间：2021-03-19 12:42

　　采用扫描电镜及聚焦离子束分析对连续退火板表面鱼鳞纹缺陷的形貌及微观组织进行了分析。结果表明,鱼鳞纹缺陷的实质是一类表面微擦伤,其形成机理是因板温计水冷套漏水,导致带钢表面在高温下形成局部氧化,氧化部位在带钢张力作用下与炉辊辊面形成微擦伤。通过聚焦离子束技术在缺陷处沿截面切开后观察到组织中有大量纳米级亚晶结构的形成,证实了带钢表面受急冷并氧化的推断。微观组织分析结果为缺陷的现场排查和解决提供了理论依据。 

【文章来源】：金属热处理. 2020,45(04)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

鱼鳞纹缺陷的宏观(a)和局部形貌(b)

鱼鳞纹缺陷表面腐蚀后其晶粒组织初步显现，同时判断细微擦伤与晶粒的相对位置关系，为判断缺陷产生部位提供微观组织依据。如图2所示，图2(a)为背散射电子像，图2(b)为二次电子像。缺陷部位经过轻微腐蚀后，原来的圆弧状、钩状等细划伤形貌消失，表面呈现出相对疏松的海绵铁形貌。据此特征推断，缺陷的形成是带钢表面与水在高温下形成微氧化，氧化组织相对基板要疏松，且氧化部位相对原板表面会形成微小凸起。具有此类组织特征的带钢表面与辊面接触过程中在带钢张力作用下形成微小划痕。由于炉内气体为5%H2与95%N2混合气体，形成的氧化铁将被氢气还原，最后此类疏松结构保留，这是缺陷形成的可能原因，需要结合聚焦离子束微观分析结果进一步验证。同时也需要根据微观组织特点进一步分析缺陷在生产线上大致形成位置，为排查该缺陷提供理论依据。从带钢表面晶粒形貌特征以及划痕与晶粒的相对位置关系可以进一步推测此类缺陷在生产线的形成位置。如图2(a)中箭头所示部位，箭头位置原来完整晶粒右上部被密集划痕覆盖，而箭头前端部分的再结晶晶粒完整无损伤。据此可推测为晶粒先完成了再结晶，然后晶粒被损伤，缺陷的形成时刻应该发生在再结晶完成之后。因此，可以大致判断缺陷是在炉区均热段之后产生，需要重点检查均热之后炉子有无漏水或漏气等导致表面微氧化的因素。此外，鱼鳞纹缺陷部位未检测到表面有除Fe之外的其它元素或异物富集。

图3所示为对鱼鳞纹缺陷部位采用FIB正面切开后的组织特点，图3(b)为图3(a)方框部位的进一步放大。从其截面组织可见，鱼鳞纹缺陷处晶粒非常细小，仅为纳米级。整个组织表现为带钢表面局部在高温下因某种原因急冷而形成的细化晶粒特征。而该细晶组织周围的基体晶粒相对细晶组织要大很多，进一步证实了退火炉内可能存在漏水的推测。综上所述，鱼鳞纹缺陷的形成是带钢表面在高温下遇到漏水等情形产生的局部急冷所致，或是炉区在某一段存在气体泄漏等情形，带钢表面发生局部氧化所致。局部急冷后带钢表面极表层组织发生了微氧化，形成了极细小亚晶组织。同时微氧化导致表面表层组织形成相对疏松氧化铁，在带钢运行中氧化组织在张力作用下与炉辊表面发生挤压等相对运动，形成类似鱼鳞片的形貌的微损伤。由于整个连续退火炉体均含氮氢混合气体，表面微氧化在炉内被还原，而急冷形成的细小晶粒组织被保留。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3089586