冷轧板边裂缺陷分析

谷国刚 亓 萌

(山东泰山钢铁集团有限公司研究所，山东271100)

我公司冷轧厂生产Q195 2.75 mm×765 mm钢卷时，在轧制第3道次，目标厚度为1.6 mm时，边裂严重，无法继续进行轧制。为此研究所对该钢卷产生的边裂缺陷进行了分析，最终找出造成冷轧边裂的关键原因是材料塑性低，存在屈氏体，且屈氏体分布在晶界上。

1 试验方法

(1)宏观检测，查看钢卷边裂情况，采集图片进行宏观检测。

(2)金相分析，分别在钢卷边裂部位截取金相试样，磨制、抛光，在GX51金相显微镜上进行金相检测。

(3)厚度检测，用数显外径千分尺分别对钢板边部及中部的厚度进行测量。

(4)化学成分及钢卷性能检测，截取成分试样，用SPECRTOLAB M9型直读光谱仪进行化学成分检测。截取拉伸试样，用电子万能试验机对钢板的性能进行检测。

2 试验结果

2.1宏观检测

从钢板边裂形貌来看，该钢板上的3处边裂形貌基本一致，沿相同方向呈弯月形，两边都存在边裂现象。试样宏观形貌见图1。

2.2 金相分析

2.2.1 边裂开口部位

图1 试样宏观形貌Figure 1 Macroscopic view of specimen

在钢卷的两边边裂开口部位分别磨制金相试样，金相分析后发现，边裂开口部位头部和尾部都没有高温氧化物，边裂缺陷部位及周围也没有发现明显的非金属夹杂物等。腐蚀后发现边裂开口部位有较为严重的塑性变形痕迹，远离开口部位处塑性变形相对较小。高倍下观察发现，组织中屈氏体都分布在材料的晶界上。试样金相检测照片见图2。

2.2.2 正常部位(远离边裂开口部位)

对钢板正常部位进行金相分析，结果见表1。

2.3 厚度检测

钢板的目标厚度是1.6 mm。用数显外径千分尺分别测量边裂附近(位置1)、远离边裂部位边部(位置2)及中部的厚度(位置3)，测量位置见图3，检测结果见表2。

由表3可以看出钢板边裂部位(位置1)最薄，为1.518 mm，与远离边裂部位边部(位置2)的厚度差值为0.083 mm，与钢板中部(位置3)的厚度差值为0.126 mm。

图2 试样金相检测照片
Figure 2 Specimen metallographic test pictures

表 1 试样金相检测结果

表 2 厚度检测结果

2.4 化学成分及钢卷性能检测

钢卷化学成分检测结果见表3，性能检测结果见表4。

从表3可以看出，钢卷的化学成分均符合标准要求。

从表4可以看出，钢板的伸长率非常低，最低的仅为2％。由此可知，钢板在轧到第3道次时，材料的塑性已基本耗尽，在轧制过程中必然会因应力集中而出现开裂。

3 边裂缺陷分析

3.1 缺陷性质

金相分析发现边裂起源部位无高温氧化物，说明该边裂缺陷不是在高温状态下形成的，而是在低温状态下形成的。产生边裂的部位厚度特别薄是由于冷轧变形引起的，因此该边裂是在冷轧生产过程中产生的。

图3 厚度测量位置Figure 3 Thickness test position

表 3 化学成分检测结果(质量分数，％)

3.2 产生边裂缺陷的原因

材料塑性低，存在屈氏体，且屈氏体分布在晶界上，是造成冷轧边裂的关键原因。在冷轧生产过程中，产生边裂是钢卷边裂部位先变薄后断裂形成的。钢卷边裂部位厚度变薄是由于在张力作用下边裂部位产生应力集中，在裂边过程中发生急剧变形，导致厚度变薄进而产生裂边。而产生应力集中是由于材料塑性低，有屈氏体分布在晶界上。屈氏体塑性极低，在轧制变形过程中极易形成应力集中源，甚至产生小裂纹，造成裂边部位应力集中进而导致边裂缺陷。

表 4 钢板性能检测结果

4 结论

材料塑性低，存在屈氏体，且屈氏体分布在晶界上，是造成冷轧板边裂的关键原因。在轧制变形过程中产生应力集中，在张力作用下边裂部位厚度变薄进而产生边裂缺陷。根据以往经验，材料塑性低，晶界上存在屈氏体是由于在冷轧生产过程中，钢板卷取温度低，层流冷却强度大引起的。要避免此类缺陷，需提高钢板卷取温度，降低层流冷却强度。