本站2023年10月14日發表的文章: 熱軋鋼板 缺陷 10個 實例，鋼板裂紋 實例分析 圖冊 分析判斷【收藏】非常的好, 網友評價很高,今天我們接著把余下的6例講完.
實例11: 鑄坯角部橫向裂紋引起的板邊疤狀缺陷
材料名稱：Q345C
情況說明：
一批規格為1750mm（寬）×230mm （厚）的Q345C連鑄板坯，熱軋成1700mm（寬）×22mm (厚）的鋼板后，板邊出現大量疤狀缺陷，在同批生產的鋼卷中，有缺陷的鋼卷所占的比例高達23.42%, 而規格為1550mm (寬）×230mm (厚）的Q345C 連鑄板坯，熱軋成1500mm (寬）×22mm (厚）的鋼板后，鋼卷邊部缺陷所占的比例僅占3.09%。缺陷主要出現在鋼板上表面一側邊部（該側相當于鑄坯內弧側），距側面50mm的范圍內，缺陷多呈“折疊型”薄片狀疤塊沿軋制方向斷續分布，疤塊形狀和大小不一，一端與正常部位相連，另一端與正常部位分離，宏觀特征見圖1-46。
微觀特征：
取鋼板截面試樣觀察，缺陷在截面表層呈裂紋形態，深度為0.3~0.8mm。高溫長時間氧化的特征十分明顯、裂紋內側有氧化鐵，一側有大量密集分布的氧化圓點。該類氧化圓點比較粗，放大200 倍下就能觀察到，與軋鋼裂紋周圍細小稀疏的氧化圓點有明顯區別，它是缺陷附近鋼基經高溫加熱氧化的產物。裂紋按形態分為兩類：一類呈粗大的半網狀（圖1-47) : 另一類呈折疊形態斜向伸入鋼基（圖1-48) 。經試劑浸蝕后，裂紋一側（出現氧化圓點側）組織有嚴重的脫碳（圖1-49)。根據以上特征初步判斷，缺陷在加熱軋制前就已存在，且位于板坯棱邊部或窄面。
鑄坯檢驗：
基于以上的檢驗和分析，取同爐同批次 Q345C 鋼的連鑄板坯邊部試樣作酸浸檢驗，試樣保留原始面。檢驗結果表明鑄坯側邊上角部（對應內弧）存在大量橫向裂紋，裂紋具有呈網狀分布的趨勢，兩端分布向寬面和窄面擴展，長度一般為7~30mm, 最長的45mm, 裂紋較細，寬度小于0.5mm, 裂紋多分布于振痕谷底，宏觀形貌見圖1-50。取鑄坯內弧角部裂紋試樣于光學金相顯微鏡下觀察，裂紋呈粗大的網絡狀分布，說明裂紋是沿著原奧氏體晶界裂開的。裂紋內嵌有氧化鐵，附近無非金屬夾雜物，亦無氧化圓點，見圖1-51。經試劑浸蝕后，角部有一層深度約8mm的非正常組織，該層組織為貝氏體和沿原奧氏體晶界分布的鐵素體，角部裂紋沿鐵素體分布（圖1-52) 。高倍下可以觀察到裂紋穿過鐵素體晶粒（圖1-53) , 說明裂紋是在鐵素體晶粒形成之后產生的。
鑄坯鉆孔軋制驗證：
為驗證以上判斷，找出鑄坯缺陷與熱軋鋼板邊部缺陷的對應關系，在Q345C 鑄坯試樣上做預制裂紋鉆孔試驗，孔徑均為Φ10mm, 孔深為20mm。鉆孔后的鑄坯按相同工藝熱軋成22mm 厚的鋼板。鑄坯鉆孔與鋼板缺陷的對應關系見表1-3。
表1-3 中鑄坯棱邊附近的1號、2號鉆孔，經熱軋后在板面上的邊部形成縱裂紋，該裂紋和上述板邊的疤狀缺陷處于相對應的部位，說明熱軋板邊部疤狀缺陷來源于鑄坯上表面棱邊部。在上述鋼板縱裂紋部位取橫截面金相試樣進行顯微觀察，裂紋伸入鋼基后沿板寬方向擴展，其內嵌有氧化鐵，周圍存在氧化脫碳，氧化圓點特征與鋼板疤狀缺陷處的氧化圓點基本相同（圖1-55) 。
從以上結果可以看出，帶有缺陷的鑄坯經高溫加熱和軋制后，由于沿缺陷縫隙內氧化的結果。在缺陷處形成由氧化鐵和密集分布的氧化圓點組成的氧化層，該氧化層在鋼基中似一夾層，在軋制時不能被軋合，遺留在鋼板表面便成為裂紋缺陷。
高溫氧化試驗：
為判定連鑄板坯角部裂紋形成的工序環節，開展了高溫氧化試驗。取Q345C 鋼板還角橫裂試樣5件，放入無保護氣體的箱式爐內。分別在1250T℃、1100℃、1000℃、900℃和850℃溫度下加熱，保溫 30min 取出，然后磨制試樣進行金相觀察，結果列于表1-4。
表1-4 裂紋周國氧化圓點特征
從表1-4 可以看出，在一定的保溫條件下，裂紋附近氧化圓點的形成溫度在900℃及更高溫度，隨溫度的升高，氧化圓點數量增多，尺寸變粗，而850℃的高溫試驗未發現氧化圓點。由此判斷，鑄坯角部裂紋應該在900℃以下的溫度范圍形成。
鑄坯測溫結果：
對澆鑄Q345C 鋼時的二冷段矯直區溫度和出鑄機處的溫度進行了測試，結果
見表1-5。
表1-5 Q345C鋼鑄坯測溫結果
鑄坯測溫結果表明，板坯越寬，則角部溫度低于寬面越多。
分析判斷：
上述檢驗結果表明，Q345C熱軋鋼板邊部疤狀缺陷是由連鑄板坯角部橫裂紋經加熱軋制演變成的。鑄坯角部橫裂紋處未發現氧化圓點，根據高溫氧化試驗結果分析，裂紋應在900℃以下形成，即該裂紋的形成不是在結晶器內（因結晶器坯殼溫度約為1200℃) , 而是在二冷段。鑄坯測溫結果表明，1750mm 寬板坯在二冷段矯直區及出鑄機處其角部溫度比大面低，該溫差比寬面為1550mm 的板坯大，表明板坯越寬則角部溫度低于寬面越多，造成寬板坯在矯直區產生的角部橫裂紋率高于窄板坯。板坯寬面和角部溫差大，造成寬面和角部組織不同，鑄坯寬面組織為鐵素體和珠光體；而角部組織為貝氏體和沿奧氏體晶界分布的鐵素體，這種組織是在兩相區（γ+α) 溫度快冷形成的。在（γ+α) 兩相區，初生鐵素體網膜沿γ晶界形成，由于高溫下α 的強度遠低于γ 的強度，在矯直張力的作用下，引起沿晶破壞。根據以上檢驗結果和分析，建議澆鑄Q345C寬板坯時，采用弱的二冷制度，提高板坯，尤其是板坯邊角部的溫度，以防止角部橫裂紋的發生。
實例12: 鑄坯缺陷引起的板面疤塊
材料名稱：09CuPCrNi-A
情況說明：
09CuPCrNi-A熱軋卷（板厚為16mm) , 板面出現無規律分布的疤狀缺陷，缺陷一端與鋼的本體分離，另一端與鋼的本體相連接，宏觀特征見圖1-56。
微觀特征：
取鋼板縱截面試樣觀察，缺陷在拋光面上呈裂紋形態，裂紋靠板面一側及延伸處有一些條狀氧化鐵和密集分布的氧化圓點（圖1-57a、b) , 該側組織脫碳嚴重且有明顯的形變特征，見圖1-58。
圖1-57 裂紋根部（a）與延伸處（b）微觀特征
分析判斷：
板面疤狀缺陷處存在嚴重的高溫氧化和脫碳，組織形變，說明缺陷是由原鑄坯表面缺陷（裂紋或結疤）經加熱→軋制演變成的。
實例13: 鋁酸鈣夾雜引起的板邊疤皮
材料名稱：Q345C
情況說明：
11mm厚Q345C熱軋卷，板邊有疤皮缺陷，宏觀特征見圖1-59。
微觀特征：
沿板厚方向取截面試樣磨制后進行顯微觀察，疤皮根部有夾縫，夾縫附近有聚集分布的粒狀夾雜物，見圖1-60。掃描電鏡能譜分析結果表明，夾雜物為鋁酸鈣，見圖1-61。圖1-60 截面夾縫附近及延伸處聚集分布的顆粒狀夾雜物
分析判斷：
實例14: 冷卻速度過快引起的板面唇狀疤塊
材料名稱：X70
情況說明：
厚度為17.2mm的X70管線鋼熱軋卷，通過表面檢測系統在線檢驗和離線復查，在熱軋卷上表面發現一種大小不一的唇狀疤塊缺陷條帶。缺陷在鋼板寬度方向上有明顯規律，大多分布在距傳動側300~600mm的位置，有的幾乎固定在寬度方向的某一部位，宏觀特征見圖1-62。
微觀特征：
淺磨有缺陷的鋼板板面后進行顯微觀察，缺陷區域除唇狀裂口外，還存在數量頗多的微裂紋，裂紋內嵌有氧化鐵，形狀多呈網角狀和蚯蚓狀（圖1-63) 。經試劑浸蝕后，缺陷區域出現數量較多的粗大餅形先共析鐵素體，在裂口的一側組織流變較嚴重（圖1-64右側），正常部位組織為晶粒細小的針狀鐵素體，見圖1-65。
磨制鋼板的截面試樣，缺陷呈裂紋形態斜向深入鋼基，深度在0.4mm 以內，裂紋兩側組織差異較大，見圖1-66, 圖右側組織明顯流變且晶粒十分細小；另一側組織變形程度很小、為粗大的餅形先共析鐵素體和晶粒細小的針狀鐵素體，與正常部位相比，組織明顯粗大。
距裂紋稍遠處的上表層組織為細小針狀鐵素體和已經變了形的鐵素體粗條帶（圖1-67) 。而下表層組織與中部相同，沒有形變組織，為細小針狀鐵素體（圖1-68) 。
無論是板面試樣還是截面試樣，缺陷附近均未發現高溫氧化和脫碳特征。
鑄坯修磨及翻面試驗：
為了弄清唇狀疤塊缺陷是在什么工序產生的，對同一爐X70 管線鋼的兩塊鑄坯在同一種加熱和軋制工藝條件下進行對比試驗。其中一塊鑄坯進行表面修磨，目的是弄清無缺陷坯熱軋后是否還會產生缺陷：另一塊不修磨，進行翻面處理，即原板坯下表面作為上表面，看翻面后上表面是否還會出現缺陷。試驗結果表明：兩塊鑄坯經熱軋后，在熱軋卷上表面仍出現唇印狀疤塊缺陷，且缺陷的分布規律及微觀特征與上述缺陷試樣相同，說明缺陷并非鑄坯帶來的，而是在軋制過程中產生的。
噴頭質量檢查：
對現場噴頭進行質量檢查，發現精軋段的部分噴頭因沖蝕而孔變大，導致噴水量過大。
分析判斷：
X70 鋼板上表面出現的唇狀疤塊缺陷條帶，在板面上的分布比較有規律，缺陷附近無高溫氧化和脫碳特征，說明缺陷不是鑄坯帶來的。鑄坯修磨及翻面試驗結果進一步證實，板面唇狀疤塊缺陷與鑄坯缺陷無關，而是在軋制過程中形成的。X70 鋼板正常軋制是在奧氏體再結品區和非再結品區變形兩階段進行，軋后急冷發生奧氏體一針狀鐵素體相變，獲得綜合性能優良的以細小針狀鐵素體為主的組織。而鋼板上表層有缺陷的區域產生了先共析鐵素體和形變組織，形變的鐵素體發生了部分再結晶。這說明該部位在軋制過程中冷卻強度大，導致板面局部區域溫度快速降至兩相區（即Ar3以下的鐵素體＋奧氏體區），相變析出鐵素體。由于鐵素體的塑性比奧氏體差，因此在隨后的軋制過程中，不協調的形變導致表面裂紋產生，隨著加工變形比的增大及鋼板的熱連軋，裂紋不同程度地扯開或粘合，逐漸演變成唇狀疤塊缺陷。根據缺陷區域的組織特征判斷，缺陷應產生在鋼基發生奧氏體→針狀鐵素體相變之前的精軋階段。板面局部冷卻強度大，與精軋階段的部分噴頭沖蝕嚴重所導致的噴水量過大有關。根據以上分析結果，有關單位更換了沖蝕嚴重的噴頭，控制好冷卻速度，消除了鋼板表面唇狀疤塊。
實例15：冷卻速度過快引起的疤狀缺陷
材料名稱：SS400
情況說明：
厚度為19mm 的一批 SS400 熱軋鋼板，上板面出現沿軋制方向分布的缺陷條帶，缺陷狀不規則。呈波浪形皰塊，宏觀特征見圖1-69。
酸洗后，在板面缺陷部位又出現數量頗多且大小不一的“指甲”狀缺陷，缺陷裂口大出現在軋制方向前沿的一端，呈現出缺陷表面經軋制而流變的覆蓋層特征，另一端可隱約出邊界，見圖1-70。
微觀特征：
缺陷在鋼板截面表層呈直裂紋形態斜向深入鋼基，裂紋尾端圓禿，距板面最深
0.7mm, 附近無高溫氧化特征。經試劑浸蝕后，裂紋兩側的組織及晶粒表現出明顯不同的兩個部分，見圖1-71, 圖中裂紋上側鐵素體晶粒明顯粗大，下側晶粒十分細小且組織具有顯的方向性。
缺陷區域板面有一層深度約1.5mm的形變組織層，而鋼板下表面表層組織與中部同，為等軸鐵素體和珠光體，無形變特征。
分析判斷：
該鋼板板面缺陷部位有一層形變組織，裂紋兩側的組織及晶粒存在明顯的差異，這反了鋼板上表面局部區域在軋制過程中冷卻比正常基體處快。冷卻過快使得軋制溫度偏低，板面延展性變差，從而產生波浪形和“指甲”狀疤塊缺陷。
實例16: 軋輥缺陷引起的彎月形疤塊
材料名稱：SS400
情況說明：
一批 SS400 板坯熱軋后在66個鋼卷上出現缺陷。缺陷產生在鋼板下表面，距邊部約300mm, 沿軋制方向呈周期性分布，間距約3.2m。缺陷呈彎月形，頗像結疤，尺寸約為15mm×3.3mm, 宏觀形貌見圖1-72。
微觀特征：
取缺陷截面試樣觀察，缺陷呈折疊形態，最深處約0.35mm, 其內無氧化鐵，附近無高溫氧化和脫碳，組織與正常部位相同，為鐵素體和少量珠光體，只是晶粒較正常部位細小，見圖1-73。
分析判斷：
缺陷屬機械損傷引起的折疊。工作輥輥面掉肉或粘有異物等均可引起這類缺陷。
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