高强钢延伸率不合分析

2014-05-03马海龙

山东工业技术 2014年12期

关键词：珠光体铸坯延伸率

马海龙

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063200）

高强钢延伸率不合分析

马海龙

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063200）

在Q345B的实际生产中，出现批量厚规格性能不合的情况。通过对炼钢过程、热轧及不合格卷取样及检验过程进行分析，发现断后延伸率不合与钢板金相组织不均和夹杂物有关。钢中存在的带状组织对断后延伸率影响相对较小，但改善带状组织有利于改善钢卷的塑性。

延伸率不合；夹杂；金相组织

1 断后延伸率不合情况简介

2013年11月1日-15日厚规格Q345B热轧卷出现大批断后延伸率不合的现象，经复验终判17卷不合。钢卷厚度为9.75-19.75mm，共涉及8个炉次，断后延伸率为13.5-19.5%，标准要求≥20%。

2 炼钢过程分析

2.1 情况分析

2.1.1 过热度

Q345B浇注过热度分布板卷断后延伸率不合对应铸坯浇注过热度控制没有明显异常，基本属于正常。

2.1.2 拉速

111B06319炉次浇注断面为2050mm，按照要点要求，其拉速应为1.1m/min，但因为过热度偏高，连浇紧张，拉速为0.8m/min，该炉次头坯轧制板卷断后延伸率不合，原因可能与头坯拉速低过热度高，钢水纯净度较差有一定关系。

111B06230炉次浇注断面为1250mm，按照要点要求拉速应为1.5m/ min，该炉实际拉速为1.2m/min，拉速控制偏低。

其余炉次均出自10月8-9日生产的浇次，该浇次铸坯断面1500mm，拉速基本正常均为1.3m/min。

2.1.3 Ca/S

通过对断后延伸率不合残样的金相及电镜分析发现残样的带状组织中普遍存在条状的MnS夹杂，为此对钢水的钙处理情况分析如下：

断后延伸率不合Q345B板卷Ca/S，断后延伸率不合板卷Ca/S平均为0.28，最低0.23。

Q345B合格板卷Ca/S平均0.3445，最低0.18，大部分Ca/S集中在0.18-0.35。钙处理与板卷延伸率不合没有明显对应关系。

2.1.4 铸坯低倍评级情况

从表1中可以看出，这17卷钢的过热度为16-32℃，没有异常，拉速除了两块头坯外浇注均正常。但是有一点值得关注，这17卷断后延伸率不合的钢卷中，有14卷均出自11月8号-9号生产的Q345B中。从低倍照片来看，铸坯内部质量不是很理想，低倍评级结果偏轻。

表1 浇次所取铸坯低倍结果Table1 The result of Bil let

2.1.5 其他

11月8-9日共生产15炉钢共143块铸坯，其中用于轧制9.75mm以上规格的137块，其中14卷钢断后延伸率不合，比例为10.2%。除此以外，11月1日-15日共生产9.75mm以上板卷共216块，其中3卷断后延伸率不合，比例为1.4%。

3 轧钢过程分析

17卷钢热轧工艺关键工艺参数控制，终轧温度控制良好，卷取温度除17.5mm厚A111109C061R卷取温度为552℃，明显超出要求范围外，其余钢卷控制无异常。

4 取样分析

4.1 金相检验

断后延伸率合格的钢卷A类夹杂物均＜2.0级，带状组织为2.5-4.0级，其中A111109C041R的B类夹杂达到2.5级；断后延伸率不合的钢卷A类夹杂物均为2.5级，带状组织为3.0-4.0级。同时，在不合的拉伸试样取样在京唐进行金相分析。断后延伸率不合的钢卷A类夹杂物均为≥2.0级，部分钢卷的B类夹杂达到2.5级，带状组织为1.5-3.0级。

在带状组织中也普遍存在条状的MnS夹杂。断后不合钢卷的带状组织分为两类，一类的特点是视场中珠光体条带数量较多，带状的宽度较小，一般不超过15µm。另一类的特点是视场中珠光体条带数量较少，带状的宽度较宽，大多超过20µm。

从夹杂物分析综合来看，大尺寸夹杂物与断后延伸率不合有一定对应关系。从带状组织来看，没有明显对应关系。

从取样卷金相组织对比可知，合格卷组织既有正常的多边形铁素体+珠光体组织，也有魏氏组织+铁素体+珠光体组织。而不合钢卷组织同样既有正常的多边形铁素体+珠光体组织，也有魏氏组织+铁素体+珠光体组织，但魏氏组织+铁素体+珠光体型组织更多。由此可见，魏氏组织的存在虽然对断后延伸率不利，但不是断后延伸率不合的主要原因。

另外，在不合钢卷上发现钢卷上下两个表面金相组织存在差异，一个表面组织是铁素体+珠光体+少量魏氏组织，另一个表面组织是铁素体+贝氏体+少量珠光体。这种现象说明，钢板上下表面冷却不均匀。而因为组织不均，肯定对钢板塑性有较大影响。

4.2 断口SEM观察

从A111109C061R等卷断后不合拉伸试样上取断口试样进行扫描电镜观察，典型照片如下图所示。断口中均为韧窝+大型的条状孔洞，且这些条状孔洞的底部均能观察到碎片状的MnS夹杂。这种现象说明MnS夹杂的存在使得拉伸过程中的微孔在较早的阶段就已形成，并随变形的继续而快速长大，最终形成远比正常韧窝大的孔洞，导致断后延伸率降低。