热轧H型钢边部裂纹成因分析

郑 飞

(日照钢铁有限公司，山东276806)

某型钢厂生产小型H型钢时，产品腹板存在较多的边部裂纹。通过对裂纹宏观形貌观察、化学、金相以及扫描电镜分析得出缺陷成因，便于下一步对小型H型钢产品轧制工艺流程进行改进优化。

1 理化检验

1.1 边部裂纹宏观形貌

出现边部裂纹的小型H型钢的典型形貌如图1所示，裂纹分布于腹板边部，呈压合状。

图1 边裂试样宏观形貌Figure 1 Macroscopic appearance of the edge crack sample

1.2 化学成分及气体含量分析

表1为缺陷试样化学成分及氧、氮气体含量的测定结果，可见化学成分符合GB/T 4336—2002《碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法)》的要求，生产厂炼钢过程一般将该钢种氧含量控制在0.01%以内，气体含量也符合正常的控制水平。

1.3 金相检验

如图1中所示位置取样进行高倍检验，结果显示：产品基体组织为F+P，晶粒度8.0级，如图2所示，裂纹尾端无分叉，内部含有少量浅灰色氧化亚铁；腐蚀后发现裂纹两侧组织均不存在脱碳、晶粒粗大等异常现象，两侧晶粒度大小不一致，裂纹尾端延伸处存在一条白色负偏析带，白色负偏析带内存在短线状浅灰色夹杂物及点状杂质，如图3所示。

表1 边裂试样的化学成分及气体含量Table 1 Chemical composition and gas content of the edge crack sample

图2 正常基体组织100×Figure 2 Normal matrix organization 100×

(a)裂纹两侧组织形貌(b)裂纹尾端的负偏析带(c)负偏析带内夹杂物

图3 裂纹组织Figure 3 Crack structure

图4 负偏析带内短线状夹杂能谱分析结果Figure 4 Results of energy spectrum analysis of short line inclusion in negative segregation

图5 负偏析带内颗粒状夹杂物能谱分析结果
Figure 5 Results of energy spectrum analysis of granular inclusions in negative segregation

1.4 扫描电镜分析

为进一步确认裂纹附近负偏析带内部夹杂物及杂质的化学组成，通过电镜扫描、能谱点分析发现：负偏析带内的条带状夹杂物主要含S、Mn等元素，如图4所示；颗粒状夹杂物主要含Si、O等元素，如图5所示。

2 分析与讨论

(1)送检缺陷试样Mn、P、S元素含量稍高，其余化学成分及O、N含量符合内控标准。

(2)基体组织为F+P，晶粒度8.0级；边裂缺陷部位，裂纹尾端无分叉，内部含有少量灰色氧化铁，两侧组织无脱碳和晶粒异常粗大现象。

(3)裂纹尾端存在浅灰色短线状Mn/S夹杂物及颗粒状氧化硅杂质引起的负偏析带。钢板中条带状Mn/S夹杂物与金属基体不具有严密的结合性能，破坏基体的连续性，是导致边部开裂的重要因素。

3 措施

(1)降低钢水中P、S含量，从转炉底吹、出钢、精炼、钙处理、浇筑等环节分别采取措施，严格控制钢水中P、S含量；

(2)转炉减少后吹，保证精炼静吹时间、提高钢水纯净度[1]。

[1] 张春杰. Q235B中板边部加工开裂原因分析及控制措施[A].2009年河北省冶金学会炼钢—连铸技术与学术年会论文集[C].河北省冶金学会：2009.