２０ ０ ５年 第 ４期
偏析．
图４ 连铸 坯 表面 裂 纹横 截 面 的扫 描 电镜 照 为 片 ．其 中 ， 黑框 中裂 纹 面 的 化 学成 分 （ 量 分 数 ） 质
为 ： ｉ １． ％； ， ． ％； ， ． ％； ｕ ０３ ％；ｅ Ｓ ， ０ ０ Ｍｎ ０７ Ｓ ０ ０ Ｃ ， ．９ Ｆ ， ７ ８ ７ ８ ． ％；ａ ０ ８ Ｃ ，． ％； １３７ ％． 见 ， 裂 ３０ Ｃ ， ． ％；ｒ０ ０ Ａ ，．８ 可 ６ ３ ２ 在
１ 实 验 及 结 果
在 连铸 坯 和 热 轧厚 板 上 截取 裂 纹 试 样 ， 用 采
以下 方 法对 其 进行 检验 ：１采 用 便携 式 视频 显 微 （）
仪观 察 裂纹 的 全貌 ； ） 用超 声 波振 荡 仪清 洗 试 （ 采 ２
样 ， 扫描 电镜 下分 析裂 纹 的表面 和 截 面 的形貌 在
ｉ ｏ ｓ ａｔ ｌｂ ｔ ｕ ｕ￣ ｃｓ ａ ｎ ｓ
图 ５ 热 轧 板 表 面 网 状 裂 纹 的 组 织 照 片
Ｆｉ ． Ｍ ｉ ｒ ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｆ ｕｒ ａ ｅ ｎ ｔ ｒ ｃ ｆ ｏ ｌｅ ｌ ｔ ｇ５ ｃ ｏ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ ｃ ｅ ａ ｋ ｏ ｈ ｔｒ ｓ ｃ ｓ ａ ｏ ｄ ｐａ ｅ
Ｃ 对 钢 塑 性 的 影 响 主 要 表现 为 液 态 脆 性 ． ｕ
（） 小 钢 中 Ｓ 含 量 ，ｎ 减 少 Ｃ 在 奥 氏体 中 的 ２减 ｎ ｓ会 ｕ 溶解 度 ， 一步 恶 化 钢 的 塑性 ：３ 对铸 坯 实现 直 进 （）
接 轧制 ， 除 重 新加 热 的工 序 ． 免
３ 结 论
图３ 为热 轧 厚 板表 面 裂纹 的扫描 电镜 照 片及
Ｃ 和 Ｓ元 素 的分 布 ． 见 ， Ａ Ｇ七个 位 置 处 都 ｕ 可 在 ～
作 者简 介 ：朱 国森（９ ７ ， 博士 １７ ＿） 男，
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・４ ４ ２・
北 京 科 技 大 学 学 报
地 恶化 了钢 的塑 性是 导 致裂 纹 形成 的主 要 原 因 ．在此 基 础 上提 出 了控 制连 铸 坯和 热 轧 厚板
表面 网状裂 纹 的措 施 ． 关 键 词 铜 ； 性 ； 状 裂 纹 ； 铸 坯 塑 网 连 分 类号 Ｔ ７ ７１ Ｆ７ ．
近 年来 ， 内主要 钢 铁 企业 在 生 产 碳 素结 构 国 钢 中厚 板坯 时 ， 坯 表面 出现 了长 度 、 度 不等 ， 铸 宽 无 固定 方 向性 的裂纹 ， 这些 裂 纹在 后 续 轧制 过 程 中会 进 一 步延 伸和 扩 展 ． 就 极大 地 降低 了钢材 这 的成 材 率 ，恶化 了板 材 的表 面 质 量 和深 加 工 性 能 ， 重 影 响 了企 业 的经 济效 益 ． 严 本 文 将 对 碳 素结 构 钢 板 坯 （ ２ ０ １ ０ ｍ １ ６￣ ０ ｍ￣ ８ ２ ０ ｍ） 热 轧 厚 板 （０ ｍ） 面 裂 纹 进 行研 究 ， ２ｍ 及 ５ｍ 表 找 出裂 纹 的形 成 原 因 并提 出相 应 的控制 对 策 ．
在连 铸 过 程 中 ， 晶器 表 面 镀 铬 层 严 重磨 损 ， 结 结 晶 器 铜 板 与 高 温 铸 坯 发 生 了 粘 结 ． 于 铜 的 熔 点 由 为 １ ８℃ ， 以铜 板 局 部会 发生 熔 化 ． 相 的Ｃ ５ 所 ０ 液 ｕ 通 过 奥 氏体 晶 界 向 铁 基 体 内 渗 透 ， 些 富 集 在 奥 这 氏体 晶界 的 Ｃ ｕ元 素 会 极 大 地 恶 化 钢 的 塑 性 ，当
结 晶器 镀 层 发 生 严 重 磨 损 ，铜 板 与铸 坯 发 生粘 结 ， 渗透 到铁 基 体 中 恶 化 了钢 的塑 性 ， 致 裂 铜 导
纹产 生 ．
参 考 文 献
会 在铁 素 体 中集 中， 纹 就很 容 易沿 着 奥 氏体 晶 裂
界 延伸 ． ２ 网 状 裂 纹 的 控 制 ． ３ 连 铸 坯 表 面 网 状 裂 纹 是 由 结 晶 器 磨 损 引 起
界 附 近 存在 大 量 的微 小 裂纹 ， 并沿 晶界 延 伸 ．
表 １ 图 ２中 各 点 的 化 学 成 分
Ｔａ ｌ Ｃｈ ｍｉ ａ ｏ ｂ ｅ１ ｅ ｃ ｌ ｍｐｏ ｉ ｏ ｔ ｆｅ ｅ ｔｐ ｉ ｓｓ ｏ ｃ ｓｔ ｎａ ｉ ｄｉ ｒ ｎ ｏ ｎｔ ｈ ｗｎ ｉ ｇ ２ Ｆｉ ． ｎ
摘
要
对 连 铸 坯 和 热 轧 厚 板 表 面 网 状 裂 纹 附 近 的 化 学 成 分 及 其 组 织 进 行 了 分 析 ， 发 现 裂
纹 附 近 存 在 Ｃ 和 Ｃ 元 素 ， 纹 沿 着 晶 界 延 伸 ． 见 裂 纹 形 成 的 原 因 为 ： 晶 器 镀 铬 层 磨 损 导 ｕ ｒ 裂 可 结 致 铜 板 与 连 铸 坯 粘 结 ， 态 铜 通 过 奥 氏体 晶 界 向 铁 基 体 内渗 透 ． 集 在 奥 氏 体 晶 界 的 铜 极 大 液 富
Ｖ＿ ． Ｏ ４ ０ ２７Ｎ ． １ Ａ ｕｇ ２０ ． ０５
连 铸 坯 表 面 网状 裂 纹
朱 国森 王 永 胜 王 新 华 王 万 军 ）
１ 钢 技 术 研 究 院 ， 京 １０ ４ ２ 北 京 科 技 大 学 冶 金 与 生 态 工 程 学 院 ， 京 １０ ８ ）首 北 ００ １ ） 北 ００３
位 置
图 ３ 热 轧 厚 板 表 面 网 状 裂 纹 的 扫 描 电 镜 形 貌 （） Ｃ ａ及 ｕ和 ｓ元 素 的 分 布 （） ｂ
Ｆ ｇ Ｅ ｏ ｒａ ｅｎ ｔ ｒ ｃ ｆ ｏ ｌ ｄ ｐａ ｅ ａ ａ ｄｄ ｓ ｉ ． Ｓ Ｍ ｆ ｕ ｃ ｅ ａ ｋ ｏ ｈ ｔ ｏｌ ｌｔ （ ） ｎ ｉ ３ ｓｆ ｃ ｓ ａ ｒ ｅ — ｔ ｂ ｔ ｎｏ ｐ ｅ ｎ ｕｐ ｕ （ ） ｒ ｕ ｉ ｆ ｏ ｐ ｒａ ｄｓ ｌ ｈ ｒ ｂ ｉ ｏ ｃ
纹 横 截 面 上 存在 Ｃ ｕ和 Ｃ 元 素 ． ｒ １ 裂 纹 的 组 织 分析 － ３ 图 ５为裂 纹 组 织 的 扫描 电镜 照 片 ， 见 在 晶 可
图 ２ 连 铸 坯 表 面 网 状 裂 纹 的 扫 描 电镜 形 貌
Ｆ ｇ ２ ＥＭ ｆ ｕｒ ａ ｅ ｎ ｔ ｒ ｋ ｆａ ｃ ｔｎ ｕ ｌ ａ ｔ ｌ ｉ ． Ｓ ｏ ｆ ｃ ｅ ａｃ ｓｏ ｏｎ ｉ ｕｏ ｓｙ ｃ ｓ ａｂ ｓ ｃ ｓ
（） 界 附近存 在 大 量微 小 裂 纹 ， 纹 是沿 着 ２晶 裂
晶界延 伸 的 ． （） 状 裂 纹 形 成 的 主 要 原 因 为 ： 铸 过 程 中 ３网 连
的转 变 ， 奥 氏体 晶 界在 很 宽 的温度 范 围 内存 在 使
薄 膜 状铁 素 体 ，当应 变速 率 为 １— ｌ 时 ， 变 ０４ ０ ￣ 应
求
２ 分 析 与 讨 论
２１ 网 状 裂纹 的成 因 ．
对 网 状 裂 纹 的 分 析 可 知 ： 纹 表 面 存 在 不 同 裂 含 量 的 Ｃ 元 素 ， 多数位 置存 在 不 同含 量 的 Ｃ ｕ 大 ｒ 元 素 ． 此 ， 铸 坯 表面 网状 裂纹 的形成 原 因 为 ： 因 连
和 化 学 成 分 ；３ 对 试 样进 行 磨 样 和 抛 光 处理 ， （） 然
图 １连 铸坯 （） 热轧 厚板 （） 面 网状 裂纹 形貌 ａ和 ｂ表
ｎ ｇ１ ． Ａｐｐ ａ ａ ｅ ｏ ｕ ｆ ｃ ｔｃ ａ ｋｓｏ ｏ ｔｎｕ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｒ ｎｃ ｆ ｒ ａ ｅｎｅ ｒ ｃ ｆａ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｙ ｃ ｓ ｓ
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Ｖ １ ７ ． ０ ２ ＮＯ ＿． ４
朱 国 森 等 ： 铸 坯 表 面 网 状 裂 纹 连
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铸坯 在 加 热炉 中受热 时 ， 由于铁 的优 先 氧 化形 成 了氧 化 铁 皮 ， 使 晶 界 的结 合 力 进 一步 减 弱 ， 致 在 承 受 变形 过 程 中 ， 裂纹 很 容 易 沿着 晶界 延 伸 ． ２２ ｕ元 素 对钢 塑 性 的 影 响 ． Ｃ 卅
等， 宽度 为 ０３ ～ ． ｍ 深 度 为 ０ ５ ２Ｏ ｍｍ． ． １ ０ ｍ， ０ ５ ． － ．０ ２ 裂
收 稿 日 期 ：２ ｏ ＿ ４ １ 修 回 日期 ：ｏ ４ ｏ ． Ｏ ｏ４ｏ＿Ｏ ２ｏ － ６ ｌ －
三 个位 置处 存 在 Ｃ ｕ元 素 ，其 中 Ａ和 Ｂ位 置还 存
在 Ｃ 元素． ｒ
ｓ ｂ（） ｎ ｏ ｏｌｄｐａｅ（） ｌ ａ ａ ｄｈ ｔ ｌ ｌｔ ｂ ａ ｒ ｅ
纹 在钢 材 宽 度 和厚 度 方 向都 比较严 重 ， 固定 的 无
方 向 性 ， 典 型 的 网 状 裂 纹 之 一 ． 是 １ 裂 纹 的 扫 描 电 镜 分 析 ． ２
１１裂 纹 的 表 面形 貌 ．
图 ４ 连 铸 坯 表 面 网 状 裂 纹 横 截 面 照 片
Ｆｉ ． ＥＭ ｆ ｈ ａ ｓ ｅ ｓ ｃ ｏ ｆ ｕ ｆ ｃ ｅ ｒ ｃ ｆａｃ ｎ ｇ４ Ｓ ｏ ｔ ｅ ｔ ｎ ｖ ｒ ｅｓ ｔ ｎ ｏ ｓ ｒ ａ ｅ ｎ ｔ ａ ｋ ｏ ｏ ． ｒ ｅｉ ｃ ｓ
存 在 Ｃ 元 素 ， ｕ含 量 在 ０３ １ ％之 间 波 动 ， ｕ Ｃ ． ％～ ． ５ 距
离裂 纹 的位 置 越近 ， ｕ 素 的含 量 越 高 ． Ｃ 元 Ｃ 元 在 ｕ
素 发 生偏 析 的 同时 ， Ｓ元 素 在 裂 纹 附 近 也 发 生 了
有 拉 应 力 作用 于铸 坯 时 ， 纹 就 产 生 了． 裂 在 热 轧 过程 中 ， 纹 发 生扩 展 的 原 因 是 ：当 裂
（） 铸 坯表 面 网 状 裂 纹 附近 存 在 Ｃ 和 ｃ 元 １连 ｕ ｒ 素．
Ｈｉ ｋＭａｓｏ ａ 究 了 Ｃ ｄ ｉ ｔ ｋ研 ｅ ｕ ｕ元 素对 ０１％Ｃ钢 塑性 ．５ 的影 响 ， 发现 在 ８ ０ ９ ０ ０￣ ０ ℃之 间 ， ｕ 素 的存 在会 Ｃ 元 加 剧 钢 塑性 的恶 化 ，断 面 收缩 率 减 小 ４ ％ 以上 ． ０ 其 主 要 原 因是 Ｃ ｕ元 素 在 奥 氏体 晶界 的偏 析 ，降 低 了奥 氏体 晶 界 的能量 ， 迟 了奥 氏体 向铁 素体 推