摘 要:針對310S不銹鋼中厚板表面(mian)出現(xian)裂(lie)紋(wen)(wen)缺陷的(de)(de)問題(ti),對其連鑄坯進行了低倍(bei)組(zu)織檢(jian)測及(ji)(ji) 表面(mian)滲透(tou)檢(jian)測,再對產生裂(lie)紋(wen)(wen)缺陷的(de)(de)熱(re)軋鋼(gang)(gang)板(ban)進行了掃描電(dian)鏡(jing)分析及(ji)(ji)金相檢(jian)驗。結(jie)(jie)(jie)果(guo)表明:熱(re)軋鋼(gang)(gang) 板(ban)明顯分成再結(jie)(jie)(jie)晶(jing)和未(wei)再結(jie)(jie)(jie)晶(jing)區域,裂(lie)紋(wen)(wen)均位于再結(jie)(jie)(jie)晶(jing)區域;由于再結(jie)(jie)(jie)晶(jing)和未(wei)再結(jie)(jie)(jie)晶(jing)區域組(zu)織的(de)(de)變(bian) 形抗力(li)不同,在鋼(gang)(gang)板(ban)軋制過(guo)程(cheng)中,變(bian)形抗力(li)弱的(de)(de)區域開始(shi)出現(xian)裂(lie)紋(wen)(wen),并擴展到鋼(gang)(gang)板(ban)表面(mian),這是產生表 面(mian)裂(lie)紋(wen)(wen)缺陷的(de)(de)主(zhu)要(yao)原因(yin)。

310S不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)為高(gao)鉻高(gao)鎳型奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),與體 心立方結構的鐵素(su)體和(he)馬(ma)氏體耐熱(re)鋼(gang)(gang)相比(bi),其不(bu)(bu)僅 具有(you)優良的耐腐蝕性(xing)能和(he)力(li)學(xue)性(xing)能,也具有(you)優異的 高(gao)溫(wen)耐氧化(hua)性(xing)和(he)抗(kang)蠕(ru)變性(xing)能[1-3]。該不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)主要應(ying) 用于高(gao)溫(wen) 爐、石 油 化(hua) 工、機(ji) 械(xie) 行 業、航 空 航 天 等 領 域[4-7]。

某酸洗(xi)后的(de)(de)310S不 銹 鋼 中(zhong) 厚 板 表(biao) 面(mian) 有 大(da) 量 的(de)(de)表(biao)面(mian)裂(lie)紋(wen)(wen)缺陷(見 圖 1),筆(bi) 者 對 其 連 鑄(zhu) 坯 進(jin) 行 了低倍組織檢(jian)測及 表(biao) 面(mian) 滲 透 檢(jian) 測,再 對 產 生(sheng) 裂(lie) 紋(wen)(wen) 缺陷的(de)(de)熱軋鋼板進(jin)行了掃描電鏡(SEM)分 析,最 終 通(tong) 過 改 變 熱 軋 工 藝 消 除 了 該(gai) 中(zhong) 厚 板 表(biao) 面(mian) 裂(lie) 紋(wen)(wen) 缺陷。

1 理化檢驗

1.1 連鑄坯的低倍(bei)組織檢測(ce)和滲透檢測(ce)

在(zai)310S不銹鋼連鑄坯(pi)上(shang)沒有(you)發現(xian)任何裂紋缺 陷(xian)(xian),在(zai)鑄坯(pi)中心有(you)0.5級的(de)(de)(de)疏松缺陷(xian)(xian)。將連鑄坯(pi)橫 截面(mian)(mian)進(jin)行了(le)銑磨和拋(pao)(pao)光(guang)處理,在(zai)滲(shen)透檢測(ce)時,將溶有(you) 著(zhu)色染料(liao)的(de)(de)(de)滲(shen)透液(ye)噴涂于拋(pao)(pao)光(guang)后(hou)的(de)(de)(de)鑄坯(pi)橫截面(mian)(mian)上(shang), 如有(you)缺陷(xian)(xian)存(cun)在(zai),由于毛細(xi)作(zuo)用,滲(shen)透液(ye)滲(shen)入(ru)到(dao)細(xi)小(xiao)的(de)(de)(de) 表面(mian)(mian)開(kai)口缺陷(xian)(xian)中,然后(hou)清除(chu)附著(zhu)在(zai)工件(jian)表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)多余 滲(shen)透液(ye),經干燥后(hou)再(zai)施加顯像劑,缺陷(xian)(xian)中的(de)(de)(de)滲(shen)透液(ye)在(zai) 毛細(xi)作(zuo)用下被(bei)重新吸(xi)附到(dao)表面(mian)(mian)上(shang)被(bei)顯示出來。

1.2 310S不銹鋼中厚板的(de)SEM 檢驗(yan)和(he)金(jin)相檢驗(yan)

對熱軋態 310S 不(bu) 銹 鋼 中(zhong) 厚 板 的(de)(de) 橫(heng) 截 面(mian) 進(jin) 行(xing) SEM 檢驗(yan),裂(lie)(lie)紋周圍 并(bing)無(wu)大面(mian)積氧(yang)化(hua)區(qu)域(yu),也沒(mei)有(you)發現含有(you)硅(gui)元素(su)的(de)(de)氧(yang) 化(hua)質(zhi)點,說明(ming)裂(lie)(lie)紋并(bing)沒(mei)有(you)經(jing)過高溫加熱,初(chu)步推(tui)測裂(lie)(lie) 紋是(shi)在坯料(liao)加熱后經(jing)過軋制的(de)(de)過程中(zhong)形成(cheng)的(de)(de)。

將拋(pao)光后的熱軋態(tai)310S不(bu)(bu)銹鋼中厚板(ban)進行侵 蝕,采(cai)用(yong)光學顯微鏡觀(guan)察(cha)其組織,結果(guo)如圖5所示。 通過觀(guan)察(cha)發(fa)現,鋼板(ban)明顯分成再(zai)結晶和未(wei)再(zai)結晶兩 個區域(yu)(yu),裂(lie)(lie)紋(wen)均發(fa)生(sheng)在再(zai)結晶區域(yu)(yu),再(zai)結晶區域(yu)(yu)和未(wei) 再(zai)結晶區域(yu)(yu)的變形抗(kang)力(li)不(bu)(bu)同,在軋制(zhi)過程中,變形抗(kang) 力(li)小的區域(yu)(yu)形成裂(lie)(lie)紋(wen),這是導致(zhi)鋼板(ban)表面產生(sheng)裂(lie)(lie)紋(wen)的主要原(yuan)因。

2 改進措施

由以上分(fen)析可知,表(biao)面裂(lie)紋產(chan)生的(de)(de)原因為(wei)(wei)鋼(gang)板 軋制過程中產(chan)生的(de)(de)兩相組織變形抗力不同,要消除 裂(lie)紋,就(jiu)要使鋼(gang)板熱軋態(tai)(tai)組織盡量單(dan)一,鋼(gang)板充分(fen)再 結晶或(huo)全部(bu)為(wei)(wei)軋制態(tai)(tai)組織。

材料(liao)(liao)在熱變(bian)形的過程中(zhong),能否發生動態再結(jie)晶 主要取決于(yu)變(bian)形量、變(bian)形溫(wen)(wen)度與(yu)變(bian)形速率(lv)。材料(liao)(liao)動 態再結(jie)晶的發生不僅與(yu)變(bian)形量有關,還與(yu)溫(wen)(wen)度和應 變(bian)速率(lv)有關,溫(wen)(wen)度越高,應變(bian)速率(lv)越低,越能促進(jin)材 料(liao)(liao)動態再結(jie)晶[8-10]。

產(chan)生缺陷的(de)310S不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中厚(hou)板(ban)在(zai)熱(re)(re)軋(ya)過(guo)(guo)程中 熱(re)(re)量散(san)失得較(jiao)快,終軋(ya)溫度約為900℃,根(gen)據(ju)動態(tai)(tai)再(zai) 結(jie)晶理論,在(zai)熱(re)(re)軋(ya)過(guo)(guo)程中實現全部動態(tai)(tai)再(zai)結(jie)晶難度 極大。軋(ya)鋼(gang)向不(bu)發生動態(tai)(tai)再(zai)結(jie)晶的(de)方(fang)向發展,調整 前后的(de)軋(ya)鋼(gang)工藝如表1所示。

調(diao)整軋鋼(gang)工(gong)藝后(hou),經熱處理后(hou)晶粒度(du)為(wei)6級,鋼(gang)板(ban)經酸(suan)洗 后(hou)表面裂紋(wen)缺陷已經消(xiao)除。

3 結論

(1)對310S不(bu)銹鋼(gang)連鑄(zhu)坯和熱(re)軋態(tai)(tai)中厚(hou)板(ban)進 行了(le)低倍組織(zhi)檢(jian)測(ce)(ce)、滲透檢(jian)測(ce)(ce)、SEM 分(fen)析(xi)和金相檢(jian) 驗,可知(zhi)引起(qi)裂紋缺陷的主(zhu)要原因是軋制工藝不(bu)合(he) 適(shi),鋼(gang)板(ban)熱(re)軋態(tai)(tai)組織(zhi)再結晶和未再結晶區(qu)域明顯,而 再結晶區(qu)域的變形抗力(li)較低。

(2)降低軋制溫度可減小軋制過程中(zhong)單道次變(bian) 形量(liang),使鋼板在軋制過程中(zhong)盡量(liang)不發生動態再結晶, 鋼板變(bian)形抗力一致消除(chu)了(le)鋼板的表面裂(lie)紋(wen)缺陷。