Q345B钢直装轧制厚板冷弯裂纹分析

某钢厂Q345B钢供厚板轧制铸坯改直装轧制工艺后,轧制后钢板出现冷弯裂纹。通过对热装、直装轧制工艺的钢板金相组织、夹杂物、析出物进行研究,发现直装轧制工艺的钢板内的带状组织、MnS夹杂是冷弯裂纹产生的主要原因。另外直装轧制工艺钢板内析出物较少,不能充分发挥微合金元素的强化作用。带状组织产生的根本原因是连铸坯在凝固过程中碳和其他元素一起产生枝晶偏析,轧制过程中枝晶偏析逐渐转变成中间坯和成品钢板的带状偏析。硫化锰夹杂是在钢液凝固过程产生的,根据化学成分和硫化锰的形貌推断,这种均质呈带状分布的硫化锰夹杂是形成于用铝脱氧但又无其他过多合金元素的镇静钢中。通过控制硫含量、电磁搅拌、钢种成分微调等研究工作,目前直装轧制钢板内的条带状硫化锰夹杂已经减少,铸坯成分偏析也得到相应改善。     

Q345B钢板坯角部横裂纹成因分析

用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪分析了某钢厂Q345B钢板坯角部横裂纹的特征和成因。结果表明:裂纹是由沿奥氏体晶界析出的MnS复合析出物和先共析铁素体膜造成的。铸坯凝固过程中,微细硫化锰沿奥氏体晶界析出,当铸坯表面温度降低到奥氏体向铁素体转变温度范围时,微细硫化物促进膜状先共析铁素体的形成,受到矫直应力作用时,应力主要集中在膜状铁素体相上,并在硫化物周围形成微孔,微孔聚合导致裂纹的形成。     

微合金钢红送裂纹形成的试验研究

 在对析出相行为进行试验研究的基础上,结合铸坯热应力变化与组织演变分析讨论了微合金钢红送裂纹的形成机制。结果表明：铸坯输送方式的不同以及装炉温度的变化对装炉时铸坯中析出相的行为具有显著影响,但不同输送方式以及不同装炉温度条件下再加热结束后的铸坯中析出相的存在状态较为相似;微合金钢红送裂纹是在析出相行为、组织演变和热应力变化三者的共同作用下形成的,其中起主导作用的是铸坯组织的演变,即两相区中奥氏体晶界先共析铁素体网膜的生成。     

Q345E板坯热送产生的裂纹的形成机理研究

采用透射电镜、扫描电镜和能谱分析等方法对Q345E板坯热送裂纹的形成机理进行了分析,研究了Q345E铸坯热送热装工艺对板坯裂纹形成的影响,分析了轧制过程中裂纹的形成机理。结果表明:Q345E铸坯在热送过程中发生奥氏体向铁素体转变,在奥氏体晶界处形成先共析铁素体膜;Nb、Ti的碳氮化物在铁素体中析出并分布在奥氏体晶界处,造成晶界弱化;铸坯在加热炉中受热应力的作用造成Nb、Ti的碳氮化物析出相与先共析铁素体脱离,形成孔洞,为板坯热送裂纹的形成提供了条件。     

AH36直装轧制厚板冷弯裂纹分析

分析了AH36直装轧制厚板冷弯裂纹产生的原因,得出结论,应避免在钢种的两相区直装,控制铸坯内部H、S含量(ω[H]≤0.000 2%、ω[S]≤0.003%),提高除鳞水压,加大粗轧压下率。措施实施后,直装轧板冷弯裂纹率由15%降低至6%。     

提高铸坯高温塑性抑制铸坯横向裂纹

1　前言可节能、简化工序并降低成本的铸坯热装( Hot charging)和直送轧制 ( Hot Direct Rolling)的前提是铸坯无缺陷化。在 (中 )厚板和油、气管线用低碳低合金钢铸坯上会因弯曲或矫直而产生横裂 ,从而使上述工艺难以进行。从所周知 ,横裂是由在γ→α相变温度区域伴随低应变速度变形而造成的高温脆化所致 :随着γ→ α相变的进行 ,在 γ晶界上析出薄膜状 α相 ,加之应变集中于此 ,在低速应变时因动态析出Nb C和 Al N而使晶粒内硬化 ,更助长了应变的集中 ,在沿γ晶界的无析出带和膜状α相之间引起界面剥离 ,由此产生的孔隙相互联接 ,从…     

Q345B中厚钢板表面裂纹原因分析

通过板坯表面酸洗、钢板表面抛丸、氮氧分析、扫描电镜能谱仪和金相显微镜等手段,对唐钢所生产Q345B中厚钢板的表面裂纹处进行观察、检测,研究了热装板坯在轧制过程中产生表面裂纹的原因和机理.同时还进行了板坯热装、温装、冷装对比试验.结果表明,含铝低合金钢板由于板坯热装温度处于第三低温脆性区域,冷却过程中奥氏体向铁素体的转变不完全,AIN在奥氏体晶界析出,削弱晶界能,体积膨胀加剧了晶界强度的减弱,在轧制时扩展形成表面裂纹.     

微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术研发及应用

微合金钢连铸过程频发铸坯角部裂纹缺陷是钢铁行业的共性技术难题。基于微合金钢铸坯角部裂纹组织结构与析出特征检测,以及铸坯在结晶器与二冷铸流内的凝固热/力学行为演变规律定量化模拟,开发形成了基于新型角部高效传热曲面结晶器和铸坯二冷高温区角部晶粒超细化控冷工艺与装备的微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术。研究结果表明,传统板坯连铸工艺下,窄面直线型结晶器无法充分补偿坯壳收缩,致使厚保护渣膜与气隙在坯壳角部集中生成,大幅降低了结晶器中下部坯壳角部传热,引发微合金碳氮化物沿奥氏体晶界析出。传统二冷配水条件下,奥氏体晶界不可避免生成先共析铁素体膜低塑性组织。两者共同作用致使铸坯角部高温塑性不足而引发裂纹。通过开发新型曲面结晶器,坯壳角部于其内高效传热,凝固全程冷却速度大于5℃/s,弥散化了微合金碳氮化物高温析出。同时,基于窄面足辊超强冷新控冷结构,对铸坯角部实施γ→α→γ循环相变,铸坯角部晶粒显著超细化,高塑化控制了铸坯角部裂纹产生。     

S355NL钢矩形铸坯角部横裂纹的分析与控制

针对S355NL钢连铸过程中铸坯角部产生的严重横裂纹缺陷,通过光学显微镜、扫描电镜等对铸坯角部横裂纹形貌特征、微观组织及析出进行分析,结果表明:微合金元素的碳氮化物、夹杂物在低温下沿奥氏体晶界析出,脆化了晶界,降低了强度,在受到应力作用时,造成应力集中,是角部横裂纹产生的主要原因。采取提高铸坯表面温度及其均匀性、降低钢中氮含量、减少夹杂物含量等措施,解决了铸坯角部横裂纹缺陷问题。     

连铸坯热装热送工艺研究和钢板质量改进措施

本文通过对热送铸坯钢板表面裂纹产生的原因进行分析和研究,发现热送铸坯钢板表面裂纹主要在轧制环节中产生;降低铸坯加热炉温度,减少铸坯加热时间等措施可使热装热送铸坯轧制钢板裂纹得到有效控制。     

热装热轧微合金钢板表面裂纹分析

 利用金相观察、扫描电镜及能谱分析和透射电镜等手段,对热装热轧微合金钢板出现的表面裂纹进行分析研究,并与使用同批次连铸坯冷装热轧无裂纹的钢板进行比较,分析产生表面裂纹的原因。实验结果表明热装热轧微合金钢板产生表面裂纹的原因是铸坯冷却或加热过程中Cu、As低熔点元素在奥氏体晶界的偏聚。与热装热轧板相比,冷装热轧板晶粒尺寸小直径在10μm左右,而热装热轧板晶粒尺寸大且不均匀。热轧板析出物尺寸在15～25nm之间,裂纹源处较基体多,大量细小的Nb(C,N)化合物在奥氏体晶界析出,降低了晶界强度。     

有限元模拟在板坯直装及热装中的应用

连铸坯处在γ+α两相区装炉加热,会导致带钢心部混晶,对带钢组织及力学性能造成不利影响。以SS400钢种为例,通过有限元分析,模拟了首钢迁钢2250mm生产线紧凑型布局下连铸坯直装及热装下的温度场,并结合实际测量进行了校验。直装情况下连铸坯经切割后到达加热炉入口实际约需要15min,此时铸坯心部温度830~860℃,表面温度779~803℃,均基本处在γ+α两相区内,应予以避免。热装情况下,连铸坯下线倒坯堆冷时间应不低于2.8h,这样才能保证板坯心部温度低于700℃以完成α相变。     

齿轮钢连铸连轧工艺的实验研究

对我国齿轮用低合金钢钢咎的实验研究表明，由于在热装轧制工艺中易析出碳氮化物相而恶化铸坯的热塑性，故应采用较高的直接装炉装置，结合前人的研究成果，认为对于高锰硫比，碳氮化物形成元素含量较高的钢种均宜采用的高温热直装工艺；百对于锰硫比比较低的钢咎，则可采用较低的热装温度以改善铸坯塑性，以减少裂纹发生倾向。     

低合金高强度钢板坯窄面微裂纹产生机理分析和工艺改进

采用金相分析方法对低合金高强度钢(/%:0.16～0.18C,0.20～0.40Si,1.42～1.55Mn, ≤0.025P, ≤0.012S,0.015～0.025Nb,0.100～0.115V,0.010 0～0.0150N)连铸板坯窄面微裂纹的产生机理进行了分析研究。结果表明:板坯窄面表层显微组织不合理如奥氏体晶粒粗大、奥氏体晶界处先共析铁素体膜的形成以及第二相质点在奥氏体晶界处的偏析等是微裂纹产生的机理。通过优化连铸板坯窄面冷却工艺,将窄面冷却水量增加35%;细化了晶粒,抑制了铁素体膜的产生,改变了第二相质点析出,改善了铸坯表层组织,消除了铸坯窄面微裂纹缺陷。     

低合金钢铸坯中NbC析出行为的二次冷却调控

针对含铌低合金钢中大颗粒NbC晶界析出及先共析铁素体膜诱导连铸坯裂纹的问题,利用Matlab建立凝固传热模型和优化二冷各段目标设定温度,反算改进连铸二次冷却水量,有效提高了NbC析出温度区间内的铸坯边部冷却速率及矫直前铸坯温度,增强了铸坯窄边在矫直区前的热塑性。研究表明：Q345钢中NbC在A_e3上温度区间(1 108～905℃)基本完全析出,在原有连铸二次冷却制度下,NbC析出区间的铸坯冷却速率低(4.33℃/s),难以避免大颗粒NbC在奥氏体晶界析出,而且连铸坯矫直前窄边温度低于相变A_e3温度,导致奥氏体晶界先共析铁素体膜的形成,二者共同诱导铸坯窄边裂纹的形成;通过二次冷却3～7段的目标温度及边部水量的调整计算,实现了铸坯窄边冷却速率达到5.92℃/s,有助于NbC细小弥散析出,同时铸坯窄边矫直前温度高于A_e3温度,避免了先共析铁素体膜的形成,可显著提高含铌低合金钢的热塑性,对控制CSP工艺下含铌低合金钢边部缺陷提供了理论参考。     

连铸板坯表层网状裂纹的成因研究

统计分析了攀钢所产管线钢、梁板钢等200 mm×1300 mm连铸坯表层网状裂纹的影响因素;发现钢中碳、锰硫比、合金元素（Al,Ti,V）、连铸机设备和浇注状况对其形成和扩展都有重要影响。通过金相显微镜、SEM、TEM和EDS等手段,研究了铸坯表层网状裂纹的形貌特点,认为此裂纹是连铸坯表面冷却不均匀而产生γ→α→γ反复相变,并伴有各种碳氮化物在晶界析出,连铸坯在外力(热应力、弯曲矫直应力等)作用下沿晶界开裂所致。     

X80M直缝埋弧焊管用热轧钢板开发

为了满足中俄东线450×108 m3/a超大输量及-40℃极寒地区服役的国家重大管道工程建设用钢要求,结合南钢自身设备特点,试验开发了具有高强韧性的Φ1 422 mm×32.1 mm直缝埋弧焊管用热轧钢板。通过冶金热力学温度控制及保护浇铸手段,得到了成分波动范围窄、低倍组织评级C0.5级的高洁净度铸坯,试验确定了TMCP轧制工艺,钢板力学性能检测富裕量充裕,少量先共析铁素体+针状铁素体+贝氏体+马奥岛的软/硬相复合组织,满足了X80M钢板高强韧性要求,强韧性指标符合管道技术规范要求,实现了中俄东线低温超大输量管道用钢的批量工业生产。     

高强度船板断口合格率影响机理探讨

通过低倍酸浸、断口形貌、金相组织等分析方法,对高强度船板拉伸断口不合的机理进行了讨论分析,指出断口分层是断口不合的主要表现形式,分层与钢板内部的马氏体、贝氏体异常组织和长条状MnS夹杂有关,而异常组织和长条状MnS夹杂的出现是由于铸坯的中心偏析和中间裂纹造成的。     

中厚钢板探伤不合格的原因及预防

针对邯钢Q345RT中厚板生产中出现的钢板探伤不合格缺陷,并且在钢板缺陷处取样,断口有时存在层状现象.采用化学分析、气体含量检验、铸坯低倍检验、金相组织分析和扫描电镜、断口形貌分析等方法,分析钢板探伤不合格的原因.结果表明：铸坯中心偏析严重,因偏析产生的少量马氏体、贝氏体组织导致轧后应力集中,在冷却速度较快的条件下钢板产生微裂纹,以条状MnS和CaO-A12O3为基体的硫化物夹杂和硅酸盐类夹杂物较高,铸坯中氢含量偏高引起氢致裂纹,均可导致钢板探伤不合格.通过控制炼钢工艺过程,减少了铸坯中的夹杂物和氢含量,该中厚板探伤合格率由92％提高到98.2％.     

微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术研发及应用

微合金钢连铸过程频发铸坯角部裂纹缺陷是钢铁行业的共性技术难题。基于微合金钢铸坯角部裂纹组织结构与析出特征检测，以及铸坯在结晶器与二冷铸流内的凝固热/力学行为演变规律定量化模拟，开发形成了基于新型角部高效传热曲面结晶器和铸坯二冷高温区角部晶粒超细化控冷工艺与装备的微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术。研究结果表明，传统板坯连铸工艺下，窄面直线型结晶器无法充分补偿坯壳收缩，致使厚保护渣膜与气隙在坯壳角部集中生成，大幅降低了结晶器中下部坯壳角部传热，引发微合金碳氮化物沿奥氏体晶界析出。传统二冷配水条件下，奥氏体晶界不可避免生成先共析铁素体膜低塑性组织。两者共同作用致使铸坯角部高温塑性不足而引发裂纹。通过开发新型曲面结晶器，坯壳角部于其内高效传热，凝固全程冷却速度大于5℃/s，弥散化了微合金碳氮化物高温析出。同时，基于窄面足辊超强冷新控冷结构，对铸坯角部实施γ→α→γ循环相变，铸坯角部晶粒显著超细化，高塑化控制了铸坯角部裂纹产生。