Q345B热轧H型钢翼缘开裂缺陷特征与控制措施
发布时间：2021-04-06 02:52
采用OM、SEM和EDS等试验研究手段表征了Q345B热轧H型钢翼缘开裂缺陷特征,并提出相应控制措施。结果表明:根据宏观形貌,将裂纹缺陷分为三种类型,颈缩贯穿型（第一类缺陷）、颈缩终止型（第二类缺陷）与纤维树枝型（第三类缺陷）,其中第一类缺陷与第三类缺陷分别是由连铸坯内微裂纹与连铸坯皮下气泡导致的,而第二类缺陷的形成是由铸坯微裂纹与铸坯皮下气泡综合作用诱发的,此外夹杂物及混晶并不是造成裂纹缺陷的根本原因。针对上述三类缺陷成因,制定了一系列措施,如选择合适的冷却水喷嘴角度,缩短钢水接触空气时间,延长中间包烘烤时间,合理控制压下量等。
【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(21)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
裂纹缺陷截取位置
翼缘裂纹是在轧制力作用下，在某些边部薄弱环节破裂所形成的一种不稳定缺陷[8]。通过对切取的缺陷试样宏观形貌观察，发现翼缘边部集中出现裂口现象，根据形貌类型对其进行统计归类，裂纹缺陷主要呈现三种典型宏观形貌，分别为颈缩贯穿型（QX-1）、颈缩终止型（QX-2）、纤维树枝型（QX-3），如图2所示，并未出现沿轧制方向的开裂缺陷。QX-1裂纹贯穿整个翼缘边部，裂口尺寸宽大，沿裂缝两侧出现明显颈缩现象，形状规整呈扇形分布，属于韧性开裂，并且裂纹随颈缩面的扩大逐渐向翼缘边部延伸；QX-2裂纹不明显，端部裂缝未完全贯穿翼缘边部，与QX-1裂纹相比，颈缩区局部存在破碎颗粒，表明QX-2边裂是由韧性开裂与脆性开裂综合引起的；QX-3裂纹破碎严重，呈树枝状延伸分布，裂纹源位置不存在颈缩区，属于脆性开裂。2.2 H型钢翼缘开裂分析
对抛光态缺陷试样及正常试样横截面进行显微观察，结果如图3所示。QX-1与QX-3裂纹均呈三角形，而QX-2裂纹呈U型，开口较宽，底部存在多处微裂纹。根据裂纹形貌与走向，可判定这些裂纹起源于铸坯内部[9]。由图3(a）可知，QX-1裂纹源两侧镶嵌着约10μm宽的氧化层，呈深灰色带状，周围基体上未观察到其他缺陷；QX-2裂纹源附近散落着许多孔洞以及孔洞被氧化脱落所形成的深色凹坑，距离裂纹边缘越远，孔洞尺寸越细小，由48μm减小到10μm左右，部分尺寸较大的孔洞与微裂纹贯通，如图3(b）中箭头所示，此外沿扩展裂纹两侧附着同QX-1裂纹相似的氧化铁层，如局部放大图所示；QX-3裂纹为典型的横向裂纹或三角区裂纹，裂纹附近存在大量孔洞，沿裂纹两侧未发现氧化铁脱落层，由局部放大图可知，裂纹边部聚集着约40μm宽的致密氧化圆点偏析带，经Image J软件统计，氧化圆点平均尺寸1～2μm。研究指出，氧化圆点是钢铁材料在高温持续加热条件下，氧原子借助裂纹通道扩散，在氧化铁前沿排出所形成的，其不仅能在连铸结晶器内产生，还会发生在板坯轧制阶段，导致无法直接断定裂纹缺陷是产生于连铸工艺还是轧制工艺过程[10]。图4为不同试样纵截面夹杂物分布图。由图可知，两个试样基体上均存在点链状硫化物及颗粒状硅酸盐夹杂物，参照国标GB/10561-2005对两种类型夹杂物评级，QX-1:A类2.5级，C类2.5级；QX-2:A类1.5级，C类3级；QX-3:A类2.5级，C类3级；正常试样：A类2.5级，C类2.5级。对比发现，无论缺陷试样基体还是正常试样基体，两类夹杂物等级相差不大，表明夹杂物不是引起翼缘边裂缺陷的真正原因，这与上述裂纹源区域未检测到明显夹杂物的结果相符。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国重型热轧H型钢的开发和应用现状[J]. 程鼎,吴保桥,夏勐,彦井成. 热加工工艺. 2017(07)
[2]喷射冷却水流密度对控冷H型钢组织和性能的影响[J]. 赵敬云,任娟. 热加工工艺. 2015(15)
[3]H型钢腹板和翼缘均匀延伸研究[J]. 马劲红,刘晓潘,姚晓晗,陶彬,李红斌. 热加工工艺. 2014(11)
[4]H型钢质量缺陷成因分析及控制策略[J]. 邸全康,孙齐松,程四华,丁宁,李占斌,康永林. 连铸. 2012(01)
[5]SS400热轧H型钢翼缘开裂成因及控制措施[J]. 王克锋,宋介中,李明贤,何力国,赵锐. 钢铁. 2011(09)
[6]热轧H型钢翼缘边裂原因分析[J]. 王福良,李明贤,何力国,王学伦. 物理测试. 2011(03)
[7]H型钢控制冷却工艺开发与应用研究[J]. 黄贞益,吴胜付,程鼎,陈敏侠. 热加工工艺. 2011(08)
[8]硅钢裂纹处氧化圆点及脱硅现象的实验研究[J]. 彭凯,刘雅政,谢彬. 北京科技大学学报. 2007(11)
[9]H型钢轧后控制冷却的研究与应用[J]. 郭娟,吴迪,赵宪明,贾玉萍. 钢铁研究学报. 2007(05)
[10]建筑用耐火H型钢性能与组织的研究[J]. 刘志勇,杨才福,张永权,沈俊昶. 金属热处理. 2005(06)
博士论文
[1]腐蚀疲劳点蚀演化与裂纹扩展机理研究[D]. 黄小光.上海交通大学 2013
本文编号：3120608
【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(21)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
裂纹缺陷截取位置
翼缘裂纹是在轧制力作用下，在某些边部薄弱环节破裂所形成的一种不稳定缺陷[8]。通过对切取的缺陷试样宏观形貌观察，发现翼缘边部集中出现裂口现象，根据形貌类型对其进行统计归类，裂纹缺陷主要呈现三种典型宏观形貌，分别为颈缩贯穿型（QX-1）、颈缩终止型（QX-2）、纤维树枝型（QX-3），如图2所示，并未出现沿轧制方向的开裂缺陷。QX-1裂纹贯穿整个翼缘边部，裂口尺寸宽大，沿裂缝两侧出现明显颈缩现象，形状规整呈扇形分布，属于韧性开裂，并且裂纹随颈缩面的扩大逐渐向翼缘边部延伸；QX-2裂纹不明显，端部裂缝未完全贯穿翼缘边部，与QX-1裂纹相比，颈缩区局部存在破碎颗粒，表明QX-2边裂是由韧性开裂与脆性开裂综合引起的；QX-3裂纹破碎严重，呈树枝状延伸分布，裂纹源位置不存在颈缩区，属于脆性开裂。2.2 H型钢翼缘开裂分析
对抛光态缺陷试样及正常试样横截面进行显微观察，结果如图3所示。QX-1与QX-3裂纹均呈三角形，而QX-2裂纹呈U型，开口较宽，底部存在多处微裂纹。根据裂纹形貌与走向，可判定这些裂纹起源于铸坯内部[9]。由图3(a）可知，QX-1裂纹源两侧镶嵌着约10μm宽的氧化层，呈深灰色带状，周围基体上未观察到其他缺陷；QX-2裂纹源附近散落着许多孔洞以及孔洞被氧化脱落所形成的深色凹坑，距离裂纹边缘越远，孔洞尺寸越细小，由48μm减小到10μm左右，部分尺寸较大的孔洞与微裂纹贯通，如图3(b）中箭头所示，此外沿扩展裂纹两侧附着同QX-1裂纹相似的氧化铁层，如局部放大图所示；QX-3裂纹为典型的横向裂纹或三角区裂纹，裂纹附近存在大量孔洞，沿裂纹两侧未发现氧化铁脱落层，由局部放大图可知，裂纹边部聚集着约40μm宽的致密氧化圆点偏析带，经Image J软件统计，氧化圆点平均尺寸1～2μm。研究指出，氧化圆点是钢铁材料在高温持续加热条件下，氧原子借助裂纹通道扩散，在氧化铁前沿排出所形成的，其不仅能在连铸结晶器内产生，还会发生在板坯轧制阶段，导致无法直接断定裂纹缺陷是产生于连铸工艺还是轧制工艺过程[10]。图4为不同试样纵截面夹杂物分布图。由图可知，两个试样基体上均存在点链状硫化物及颗粒状硅酸盐夹杂物，参照国标GB/10561-2005对两种类型夹杂物评级，QX-1:A类2.5级，C类2.5级；QX-2:A类1.5级，C类3级；QX-3:A类2.5级，C类3级；正常试样：A类2.5级，C类2.5级。对比发现，无论缺陷试样基体还是正常试样基体，两类夹杂物等级相差不大，表明夹杂物不是引起翼缘边裂缺陷的真正原因，这与上述裂纹源区域未检测到明显夹杂物的结果相符。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国重型热轧H型钢的开发和应用现状[J]. 程鼎,吴保桥,夏勐,彦井成. 热加工工艺. 2017(07)
[2]喷射冷却水流密度对控冷H型钢组织和性能的影响[J]. 赵敬云,任娟. 热加工工艺. 2015(15)
[3]H型钢腹板和翼缘均匀延伸研究[J]. 马劲红,刘晓潘,姚晓晗,陶彬,李红斌. 热加工工艺. 2014(11)
[4]H型钢质量缺陷成因分析及控制策略[J]. 邸全康,孙齐松,程四华,丁宁,李占斌,康永林. 连铸. 2012(01)
[5]SS400热轧H型钢翼缘开裂成因及控制措施[J]. 王克锋,宋介中,李明贤,何力国,赵锐. 钢铁. 2011(09)
[6]热轧H型钢翼缘边裂原因分析[J]. 王福良,李明贤,何力国,王学伦. 物理测试. 2011(03)
[7]H型钢控制冷却工艺开发与应用研究[J]. 黄贞益,吴胜付,程鼎,陈敏侠. 热加工工艺. 2011(08)
[8]硅钢裂纹处氧化圆点及脱硅现象的实验研究[J]. 彭凯,刘雅政,谢彬. 北京科技大学学报. 2007(11)
[9]H型钢轧后控制冷却的研究与应用[J]. 郭娟,吴迪,赵宪明,贾玉萍. 钢铁研究学报. 2007(05)
[10]建筑用耐火H型钢性能与组织的研究[J]. 刘志勇,杨才福,张永权,沈俊昶. 金属热处理. 2005(06)
博士论文
[1]腐蚀疲劳点蚀演化与裂纹扩展机理研究[D]. 黄小光.上海交通大学 2013
本文编号：3120608
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3120608.html
教材专著
