410S酸洗板边部缺陷成因分析

王宏霞 宋文红

(山东泰山钢铁集团有限公司，山东271100)

410S不锈钢Cr元素含量一般为12%～13%，因其价格低廉、热膨胀率低、成形性好等特点广泛应用于餐具、家电产品等，为产量最高的400系不锈钢[1]。不锈钢在生产过程中，不可避免地表面会产生黑色的氧化皮[2]，不仅影响不锈钢的外观质量，也会对产品的后续加工产生不利影响，为了便于后续表面处理工序的顺利进行，必须经过酸洗除去其表面氧化皮，露出不锈钢原始表面，在酸洗过程中时常会出现一些缺陷，弄清缺陷形成原因对提高产品表面质量具有重要意义。

1 试验方法

对410S酸洗板表面近边部缺陷进行宏观分析，确定缺陷形态、位置。在典型缺陷部位截取横向、纵向试样磨制、抛光后，用三氯化铁溶液浸蚀，利用GX51金相显微镜进行组织观察，并采集图像。截取表面试样，采用Sigma500进行扫描电镜检测，对异常部位进行能谱微区成分分析。

2 试验结果

2.1 宏观分析

宏观观察缺陷宽度约2～3 mm，沿轧制方向呈线状，距钢带边部32 mm左右。在体视显微镜下观察缺陷严重的部位存在黑色的块状氧化物和起皮现象，见图1。

图1 体视显微镜下的缺陷形貌Figure 1 Defect morphology under stereomicroscope

2.2 金相分析

在缺陷部位磨制纵向试样，发现缺陷部位表层金属有的是一侧与基体相连，有的是两侧均与基体分离，且表层金属与基体间存在氧化现象，见图2(a)。

磨制垂直于缺陷的横向试样，发现缺陷部位表面存在微小的裂纹，裂纹尾端有氧化痕迹，见图2(b)。

图2 缺陷试样的金相照片Figure 2 Metallographic photograph of defective sample

2.3 扫描电镜能谱分析

扫描电镜下同样发现缺陷部位有的是一侧与基体连接(图3a)，有的缺陷部位表层脱落仅有少量覆盖在基体上(图3b)。

图3 扫描电镜下的缺陷形貌Figure 3 Defect morphology under SEM

扫描电镜下观察起皮尾端(表层金属与基体连接的部位)，发现起皮层存在大量的片状物，而基体上有许多颗粒状物质，见图4。能谱分析这两种物质均为Fe、Cr的氧化物，能谱分析结果见表1。

图4 表层金属与基体连接部位的能谱分析Figure 4 Energy spectrum analysis of the connection position between surface metal and base metal

扫描电镜下发现部分表层金属下存在氧化物，见图5，能谱分析结果见表2，且表层金属和基体的晶粒形态、大小存在明显差别。

表2 能谱分析结果Table 2 Energy spectrum analysis results

图5 表层下物质的能谱分析Figure 5 Energy spectrum analysis of subsurface matter

为验证金相显微镜下观察到的基体上和裂纹尾端存在的点状物质为氧化物(见图6、7)，对其进行能谱分析，由表3、4能谱分析结果可知点状物质为Fe、Cr的氧化物。

图6 基体上的氧化物Figure 6 Oxides on the base metal

表3 基体上点状物的能谱分析结果Table 3 Energy spectrum analysis results of dots on the base metal

图7 裂纹尾端的氧化物Figure 7 Oxides at the end of cracks

表4 裂纹尾端点状物的能谱分析结果Table 4 Energy spectrum analysis results of dots at the end of cracks

3 小结

对送检试样进行分析，发现缺陷宽度约2～3 mm，沿轧制方向呈线状，缺陷位置距钢带边部约32 mm。金相和能谱分析发现表层与基体相连的尾端及表层脱落的基体上均存在氧化质点。从表面试样分析结果可知，部分表层金属下存在大量的氧化物，表层脱落的局部区域也存在氧化物。

通过以上结果综合分析，由基体上存在的氧化质点及钢板表面大量的氧化物，说明缺陷是经过高温长时间加热造成的，确认该缺陷为板坯缺陷遗传所致，具体板坯缺陷产生原因还需生产单位进一步分析。送检的410S试样表面缺陷为板坯表面的原始缺陷。