1 前言 为了更好的提高带钢的质量 ,对生产中的失效样 品 ,质检中心进行了较全面的比较分析 ,发现带钢边 裂这一缺陷占有一定的份额 。因此就边裂问题展开 较详细的分析与探讨 。 2 失效样品的宏观形貌 一般带钢的边裂形貌比较单一 ,单条的大裂纹或 成锯齿状的细小裂纹 。 3 失效样品的检验及分析 3. 1 金相检验及初步分析 从失效样品上截取相关部位的金相样品 ,对其进 行较全面的质量检验分析 ,发现带钢边部产生裂纹的 原因是多方面的 。 3. 1. 1 脱碳严重 取规格为 113mm ×183mm 的 65Mn带钢的失效样 品进行检验分析。检验情况为 :纯洁度较好 ,边裂部位 干净 ,无异常情况 ;用 2%的硝酸酒精浸蚀后观察组织为 F + P,边裂部位脱碳严重 ,为纯铁素体组织 (图 1)。
图2
图1 初步分析冷拉过程中由于脱碳严重导致强度 、硬
初步分析原因为组织不均匀 ,偏析明显导致各项性 能不一样 ;同时边缘组织细小 ,塑性低硬度高 ,导致裂边。
3. 1. 3 三次渗碳体析出 取炉号为 62 - 15111的 Q195的带钢失效样品进 行检验分析 ,发现有一定量的夹杂物存在 ,边裂部位 无异常现象 ;观察组织时发现边缘组织为有一定深度 的 F + FeC3 + 少 量 P 片 , 中 心 组 织 为 F + 个 别 的 FeC3 , FeC3 沿晶界分布且聚集 (按标准图片评级为 5 级 ) ,边裂沿 FeC3 走向 (图 3) 。 初步分析原因为 : 夹杂物的存在增加了钢的脆 性 ;低碳钢退火后应获得纯铁素体组织 ,出现三次渗
3. 2. 5 坯上裂纹带入材中对边裂的影响 坯上如果有裂纹 ,在轧制时暴露于空气中裂纹就 会被氧化 ,这种裂纹一般在检验时可观察到氧化铁存 在 ,且伴随有高温氧化产物 ,裂纹两侧有明显的脱碳 。 用户在进一步加工时 ,原始裂纹就会进一步扩展 ,同 时脱碳较严重的部位由于强度 、硬度不同而导致延展 性不同步 ,易产生裂纹 。 4 结论 带钢产生边部裂纹的原因是多方面的 ,但主要原 因是夹杂物及三次渗碳体的析出增加了钢的脆性 ;另 外就是组织偏析 、脱碳严重导致钢的整体延展性不一 致 ,易产生边裂 。这些因素并不是单独作用于钢中 , 有时有几个因素同时影响导致边裂 。
图4
图5 初步分析原因为脱氧不到位 、坯2 原因分析 3. 2. 1 夹杂物对边裂的影响 带钢中夹杂物的存在形式主要为 B 类 、C类及外 来夹杂物 ,且 B 类 、C类的级别较高 ,因他们均为脆性 相 ,破坏了钢的基体连续性 ,尤其是量大但分布不均 匀时 ,降低了金属的力学性能 ,特别是使金属的延展 性 、塑韧性大为降低 ,在轧制过程中产生裂边 。 3. 2. 2 脱碳对边裂的影响 带钢中脱碳较严重时 (主要存在中碳钢中 ) ,脱 碳部位为纯铁素体组织 ,钢的强度 、硬度均偏低 。脱 碳部位组织与基体组织之间的硬度有较大差异 ,在轧 制过程中必然导致各部位的延展性不同而导致裂边 。 3. 2. 3 组织偏析对边裂的影响 任何一种钢如果组织偏析严重 ,即贫碳 、富碳区 明显时 ,对性能均有一定的影响 ;尤其是带钢 ,形成了 明显的带状组织 ,以致钢的力学性能呈各向异性 ,截 面收缩率较低 ,并以横向更甚 。带状严重的钢材制成 的工件缺乏应有的塑性和韧性 ,在热处理时易产生变 形 ,且硬度不均匀 。贫 、富碳区的强度和硬度有较大 的差异 ,在轧制时延展性也就不同 ,尤其是富碳区的 强度和硬度大而塑韧性差 ,容易开裂 ,所以组织偏析 的钢其边部裂纹一般是沿富碳区走向 。
3
● 研究与探讨
碳体属不正常组织 ,且 FeC3为脆性相 ,尤其边缘部位 出现大量 FeC3 ,且呈聚集状态分布于晶界处 ,使边部 的塑性更差 ,冲压时易开裂 。
图3 3. 1. 4 坯上裂纹或夹杂物严重 取热轧带钢 Q195的失效样品进行分析 ,发现夹 杂物较多 ,裂纹内有氧化产物 (图 4) ;硝酸酒精溶液 浸蚀后观察裂纹两侧有较严重的氧化脱碳 (图 5) 。
● 研究与探讨
带钢边部裂纹原因分析
黄海玲 崇 鹏 (质检中心 ) (扬子公司 )
摘 要 通过光学显微镜观察 ,对带钢边部裂纹产生的原因进行了分析 。边部裂纹产生 主要与夹杂物 、脱碳 、组织偏析 、三次渗碳体的析出量及分布状态有关 ,这些因素 导致钢的冲压性能恶化而产生边部裂纹 。
关键词 带钢 边裂 夹杂物 脱碳 组织偏析
3. 2. 4 三次渗碳体对边裂的影响 在低碳钢中 ,尤其是深冲薄板退火后的正常组织为 纯铁素体组织 ,但有时在铁素体的晶界上会出现三次渗 碳体 (也叫游离渗碳体 )。如果退火后的组织中观察到 有三次渗碳体析出是属不正常组织。因三次渗碳体属
脆性相 ,尤其是沿晶界析出时 ,对钢的冲压性能影响明 显。若沿晶界呈网状分布时 ,冲压性能更加恶化 ;若沿 晶界呈链状分布 ,冷冲时沿链条状的方向容易造成开 裂 ;链愈长 ,它的冷冲性能也就更差。失效样品的析出 量及分布状态对边部裂纹有直接影响 。
度偏低 ,而其他部位片状珠光体强度 、硬度高 ,以致表 面延展性不同而导致边部开裂 。
3. 1. 2 组织偏析 取规格为 2175mm ×225mm 的 65Mn带钢的失效样 品 ,用户冷轧至 214mm 厚时发现裂边。检验情况如下 : 纯洁度较好 ,裂纹部位干净 ;浸蚀后组织为 F + P + S,组 织不均匀 ,有明显的偏析 (即贫碳、富碳 ) ,而裂纹正好沿 偏析区 (富碳区 )走向 (图 2) ,边缘组织细小。