雙相鋼鑄坯表面孔狀缺陷熱軋過(guò)程演變規(guī)律

2019-05-13 11:07:32吳月龍

中國(guó)重型裝備 2019年2期

吳月龍

(山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東271100)

雙相不銹鋼中含有較高的氮含量，冶煉過(guò)程中氮?dú)馍细?，可能在鑄坯表面產(chǎn)生氣孔，此外，連鑄過(guò)程工藝控制不良也可能使鑄坯表面形成孔狀缺陷。孔狀缺陷在熱軋過(guò)程可能會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展，影響成品使用，因此，對(duì)鑄坯表面的孔狀缺陷在熱軋過(guò)程中的演變規(guī)律進(jìn)行研究非常重要。

通過(guò)鉆孔試驗(yàn)研究不同尺寸表面孔在熱軋過(guò)程中的變形行為，來(lái)研究鑄坯表面孔狀缺陷在軋制過(guò)程中的演變規(guī)律。

1 試驗(yàn)過(guò)程

1.1 鑄坯準(zhǔn)備與預(yù)制缺陷

試驗(yàn)用鑄坯為表面修磨后規(guī)格85 mm×85 mm×220 mm的雙相不銹鋼鑄錠，選其中85 mm×220 mm表面進(jìn)行缺陷預(yù)制，方案如圖1所示，孔1直徑5 mm、深10 mm，孔2直徑5 mm、深5 mm，孔3直徑10 mm、深10 mm，孔4直徑10 mm、深5 mm，孔1和孔3中心線距離孔2和孔4中心線50 mm。

1.2 軋制工藝

圖1 鑄坯表面預(yù)制缺陷形貌Figure 1 Morphologies of prefabricated defects on the surface of billet

軋制前，未對(duì)鑄坯表面預(yù)制鉆孔進(jìn)行填充處理，鑄坯加熱溫度為1230℃，保溫90 min后，在?750 mm×550 mm試驗(yàn)軋機(jī)軋制9道次，成品厚度為12 mm。

圖2 孔狀缺陷宏觀形貌圖Figure 2 Macroscopic morphologies of hole-shaped defects

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 宏觀檢測(cè)結(jié)果

孔狀缺陷宏觀形貌分析結(jié)果如圖2所示，軋制試驗(yàn)后孔狀缺陷沿軋制方向延伸，在鋼板表面形成一條線狀缺陷，原孔狀缺陷底部被擠壓至鋼板表面，呈舌形鑲嵌在線狀缺陷內(nèi)部。經(jīng)測(cè)量，軋制形成的4個(gè)線狀缺陷寬度略寬于原孔狀缺陷寬度，原直徑5 mm(孔1和孔2)的預(yù)制孔演變長(zhǎng)度約為30 mm，原直徑10 mm(孔3和孔4)的預(yù)制孔演變長(zhǎng)度約為60 mm。其中缺陷1和缺陷3向鋼帶表面凹陷，有明顯深度，缺陷2和缺陷4向基體凹陷，不明顯，略低于鋼帶表面。

2.2 孔狀缺陷金相檢測(cè)結(jié)果

分別對(duì)4個(gè)缺陷部位垂直于軋制方向截取金相試樣，磨制、拋光后在GX51金相顯微鏡下進(jìn)行觀察，結(jié)果如圖3所示。演變后的孔1缺陷向基體凹陷，凹陷底部凹凸不平，凹陷兩側(cè)沿皮下約800 μm向基體內(nèi)部延伸，延伸超過(guò)1000 μm，延伸處存在分叉現(xiàn)象。演變后的孔2缺陷向基體凹陷，凹陷深約60 μm，凹陷處較為平緩，凹陷兩側(cè)沿皮下向基體兩側(cè)延伸，一側(cè)沿皮下50 μm延伸，另一側(cè)延伸深度約為600 μm。演變后的孔3缺陷向基體凹陷，凹陷底部凹凸不平，多條細(xì)小裂紋向基體延伸，凹陷兩側(cè)沿皮下100 μm向基體內(nèi)部延伸，延伸出多條。演變后的孔4缺陷向基體凹陷，凹陷處較為平緩，凹陷兩側(cè)沿皮下向基體內(nèi)部延伸。4組缺陷延伸處，均不同程度存在氧化現(xiàn)象。對(duì)上述4組金相樣品經(jīng)三氯化鐵水溶液侵蝕后進(jìn)行金相檢測(cè)，結(jié)果見圖4，組織均為鐵素體+奧氏體，缺陷處組織與基體組織基本一致。