高强船板钢拉伸试验断口不合的原因分析和改善措施

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原因进行了研究,并且分析了浇注过程中辊缝收缩、二次冷却、扇形段接弧和辊缝精度对铸坯质量的影响。研究结果表明:连铸坯的中心偏析和中间裂纹造成的异常组织和长条状MnS夹杂是断口不合的主要原因;采取优化辊缝收缩方案、加强二冷系统和扇形段的管理,铸坯中心偏析指数和裂纹指数明显降低,高强船板断口合格率稳定在97%左右。     

Q345E- Z35特厚板Z向性能不合原因分析

针对正火态Q345E- Z35特厚板Z向性能不合问题,采用金相检验、扫描电镜等检测手段,对Z向拉伸断口形貌及断口处夹杂物进行了分析。结果发现：导致特厚板Z向性能不合格的主要原因是中心部位存在带状组织偏析,以及长条的硫化锰夹杂、Nb/Ti块状夹杂和Si/Mn球状夹杂。为此,提出控制钢水中S含量,保证合理的板坯浇铸速度,优化加热、控轧和正火工艺等措施,改善了特厚板的Z向性能。     

热轧酸洗板QStE460TM制管开裂原因分析

针对热轧酸洗板QStE460TM制管开裂的现象,利用金相组织及扫描电镜等手段进行了勘测,发现该批次的QStE460TM带状组织严重。且带状组织中分布着MnS非金属夹杂物,胀形时容易从非金属夹杂物处萌生裂纹,从而造成热轧酸洗板QStE460TM制管开裂。而形成的主要原因是连铸坯的中心偏析,因此必须消除连铸坯中心偏析从而控制带状组织的形成。     

钢板拉伸分层断口成因分析及改进措施

以船板钢AH36为依托,通过对分层试样断口形貌、组织和夹杂物分析,对船板钢拉伸分层的形成机理、影响因素进行研究。由于中心偏析的存在,在轧制过程中形成带状组织,同时由于热轧板板厚中心处的塑性MnS夹杂物,复合氧化物夹杂,Nb、Ti的碳氮化物以及H的存在,在轧制过程中容易形成最薄弱的地方,从而形成分层缺陷。     

GCr15轴承钢连铸坯宏观碳偏析的基本规律

主要针对GCr15轴承钢凝固过程较易出现宏观碳偏析的现象,研究分析了宏观碳偏析形成的基本规律。取兴澄、石钢和永通3个不同特殊钢厂用不同连铸工艺所产轴承钢连铸坯横截面不同部位的试样,分析研究了碳的质量分数。结果表明,径向比对角线方向宏观碳偏析大;连铸坯柱状晶发达,导致中心位置附近出现较严重的碳正偏析;较致密的凝固组织有利于减轻宏观偏析;纵切面上的碳呈周期性分布。     

S355G7+M-Z35 Z向性能不合格原因分析

针对70 mm厚S355G7+M-Z35钢连续出现几批Z向性能偏低的情况,通过金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法对其Z向性能不合格原因进行了研究。结果表明,Z向性能不合格的主要原因是钢板心部存在着疏松孔洞,成为断裂源。并且在不合格试样断口处存在着较多的块状(Nb,Ti)C聚集和MnS夹杂,中心偏析处还存在贝氏体等硬相组织,更加剧了断裂扩展,导致Z向性能不合格。     

含钛高强带钢中心分层样拉伸过程断口分析

针对高强焊接结构钢HG70C带钢在力学性能检验中产生拉伸样断口中心分层缺陷,试验设计获得不同拉伸应力的试样,并对比分析未分层试样。通过电镜观察拉伸样断口截面中心偏析带组织和裂纹的演变,从微观上分析了拉伸样断口心部分层微裂纹的渐进演变过程。研究表明,中心处珠光体组织随着变形伸长扩展,与铁素体界面没有产生微孔。分层断口微裂纹是在超过屈服强度后逐步产生的,且在带钢中心厚度位置存在过多连铸偏析的铌钛夹杂物和MnS带边缘处诱发微裂纹。随着拉伸应力逐渐增大,这些微裂纹相互扩展长大形成了贯通平台,最终产生层状分离断口。     

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针对高强焊接结构钢HG70C带钢在力学性能检验中产生拉伸样断口中心分层缺陷,试验设计获得不同拉伸应力的试样,并对比分析未分层试样。通过电镜观察拉伸样断口截面中心偏析带组织和裂纹的演变,从微观上分析了拉伸样断口心部分层微裂纹的渐进演变过程。研究表明,中心处珠光体组织随着变形伸长扩展,与铁素体界面没有产生微孔。分层断口微裂纹是在超过屈服强度后逐步产生的,且在带钢中心厚度位置存在过多连铸偏析的铌钛夹杂物和MnS带边缘处诱发微裂纹。随着拉伸应力逐渐增大,这些微裂纹相互扩展长大形成了贯通平台,最终产生层状分离断口。     

高强钢拉伸样断口中心分层渐进失效分析

为探讨高强钢热轧板带在力学性能检验中出现严重的拉伸样断口中心分层现象,结合HG70C钢试验设计不同拉伸应力级别的试样,并通过金相检测和电镜观察拉伸样断口截面中心偏析带组织和裂纹的演变,从微观上分析拉伸样断口芯部分层的渐进过程,为改善钢材拉伸性能建立了实验依据。研究表明,中心偏析带颈缩阶段由于承受三向拉应力作用,导致珠光体带组织被拉长变细,并沿Z向扩展;分层断口裂纹是在应力加载过程中逐步产生的,当载荷超过屈服强度时,在芯部区域存在的大量铌钛夹杂物边缘处诱发微裂纹,随着拉伸应力的增大,微裂纹相互连接,形成裂纹孔洞贯通平台,最终产生层状分离断口。     

1Cr6Si2Mo马氏体耐热不锈钢连铸方坯质量的控制

1Cr6Si2Mo马氏体耐热不锈钢在连铸生产过程中,铸坯易出现中心疏松、缩孔、偏析和柱状晶发达及表面凹坑的质量缺陷;针对这些质量缺陷,采取了降低钢液的过热度、选择适宜的冷却强度、降低拉速和提高结晶器电搅电流等措施,通过这些措施能有效提高铸坯表面质量,降低中心疏松、缩孔及偏析等质量缺陷。     

DH36船板钢拉伸断口分层的原因分析

采用金相检验、扫描电镜检验等手段对DH36船板钢拉伸断口分层缺陷进行了分析。结果表明:DH36船板钢拉伸断口分层缺陷主要是由钢板厚度中心条状MnS夹杂和宽大的贝氏体、马氏体带状组织引起的。     

EH36船板用钢探伤不合格原因分析

为找出EH36船板用钢探伤不合格的原因,将探伤不合格的钢板通过人工探伤缺陷定位取样,通过光谱仪、光学显微镜、电子探针等仪器,对试样的成分、组织进行分析,结果表明：EH36钢板基体组织为铁素体和珠光体,裂纹附近C、Mn、P元素偏析严重,且有大尺寸的MnS夹杂和高度富集的(Ti,Nb,V)化合物出现,裂纹开口处有马氏体和贝氏体异常组织形成。通过适当控制钢中S、P含量,优化精炼、连铸和加热工艺,可减轻铸坯中心偏析程度;采用细晶轧制和弱冷相结合,可抑制马氏体组织形成。综合以上措施可提高钢板探伤合格率。     

700 MPa级汽车大梁钢冲压开裂原因分析及措施

针对700 MPa级汽车大梁钢板冲压开裂问题，对其化学成分、组织、力学性能进行了检测分析，发现其冲击韧性值低、拉伸断口分层、有严重的混晶现象并存在粗大的带状铁素体区。分析认为由于连铸工序缺乏打碎柱状晶和均匀铸坯成分的设备导致铸坯的中心偏析、树枝晶偏析严重，Ti元素在钢材中的不均匀分布导致混晶现象和冲击韧性降低，铸坯中S元素的偏析导致拉伸断口分层。根据分析结果，对700 MPa级汽车大梁钢化学成分和生产工艺进行了优化调整，适当提高了C、Nb含量，降低了Ti、S含量，并制定与铸坯厚度、w(Ti)×w(C)浓度积、Ti含量相适应的铸坯加热工艺参数，使铸坯中的大尺寸TiC粒子完全溶解并使溶解后的Ti元素充分扩散，解决了偏析和混晶问题。钢板冲击功提高约70 J,拉伸断口无分层现象，金相组织无混晶现象，冲压成形开裂率小于0.5%。     

高硫易切削钢的硫负偏析现象及其机制

钢中硫是正偏析元素,在铸坯凝固过程中,从柱状晶析出的硫元素排到尚未凝固的中心部位会形成连铸坯的中心偏析。通过对某厂生产的X1215易切削钢连铸坯进行碳、硫元素含量检测,发现连铸坯中心处硫元素出现了负偏析现象。基于Scheil方程和[Mn]-[S]反应平衡方程,建立钢液在凝固过程中硫化锰夹杂物析出的计算模型,并以此模型计算X1215钢凝固过程中硫化锰的析出时期。计算发现,X1215钢中硫化锰在凝固分率为0.45~0.50时开始析出,到达凝固末期时析出完成,进而导致铸坯中心处的硫元素产生负偏析。     

SWRH82B高碳钢盘条断面收缩率低的机理分析

采用扫描电镜和光学显微镜对断面收缩率为44%、38%、32%的3个SWRH82B盘条试样的拉伸断口、显微组织进行观察。3个试样拉伸断口均呈现韧窝断口形貌,断裂模式为韧性断裂;显微组织分别为索氏体、网状渗碳体+索氏体、马氏体+索氏体,网状渗碳体断裂形成的裂纹微孔呈现一定棱角形貌,马氏体断裂形成的裂纹微孔横向扩展。依据韧性断裂的微孔聚集理论分析推导了3种盘条试样的微孔形成、扩展过程,阐述了网状渗碳体、马氏体导致盘条试样断面缩率降低的原因。结果表明,中心偏析导致盘条芯部出现网状渗碳体和条带马氏体组织是断面收缩率较低的根本原因。     

Q235B中板加工开裂原因分析

通过对加工开裂Q235B钢板进行化学、夹杂、晶相组织分析,加工开裂的主要原因是由于轧制过程中加热温度过高或轧制温度过高造成奥氏体晶粒粗大,相变过程中产生大量脆性魏氏体组织造成的。同时铸坯中心偏析造成中心珠光体比例较高,且有P偏析组织及MnS夹杂聚集,也对钢板力学性能造成不利影响。     

Q345E厚板在线探伤不合格的原因分析

从轧后出现的在线超声探伤不合格的钢板上取样,在缺陷处进行金相组织检验,并根据检验结果,利用裂纹扩展的基础理论进行分析,认为连铸坯的中心偏析是钢板在线探伤合格率偏低的根本原因,中心偏析的存在不仅有利于裂纹源硫化物的生成,也会导致钢板中心出现脆硬的贝氏体和马氏体组织,为裂纹源的扩展提供条件,这些硫化物及其引发的裂纹促使氢原子的聚集和结合。这些缺陷综合在一起,最终降低了钢板在线探伤的合格率。     

TMCP高强贝氏体钢板拉伸断裂机制研究

TMCP型F620船板钢的拉伸伸长率达15%时未出现分层断裂。但随着颈缩的发展,在断裂前瞬间发生分层。对钢板及拉伸断口分层裂纹进行光学显微镜(OM)观察,未发现明显偏析及异常夹杂物等缺陷。对拉伸断口分层面进行扫描电镜(SEM)观察,发现分层面具有明显的低塑性解理断裂特征。利用X射线衍射(XRD)对形变前后的试样进行织构分析,发现111//拉伸方向的织构被加强。通过电子背散射衍射(EBSD)分析形变组织,发现晶界分布状态发生了改变。Z向短棒拉伸试验证明厚度方向具有良好的塑性。上述结果表明,拉伸断口分层是TMCP贝氏体钢板特有的特征,并非性能降低所致。     

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 针对低合金中厚板超声波探伤合格率低的问题,采用低倍、金相、扫描电镜检验和断口形貌分析对探伤不合格的中厚板进行研究,得出结论：引起超声波探伤不合格的主要原因是钢中的氢含量偏高和板坯中心偏析严重,条状MnS夹杂物集聚氢导致氢致裂纹,板材中心部位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产生微裂纹,最终造成探伤缺陷。通过计算得知MnS夹杂物前端的氢陷阱中氢的浓度远高于陷阱中氢的最大饱和浓度,过剩的氢造成裂纹。采用铸坯及板材轧后缓冷等措施,使板材探伤合格率大幅度提高。     

Q345R钢板分层缺陷原因分析

对Q345R钢板分层缺陷原因进行了研究。结果表明：分层缺陷钢板的夹杂物超标,且在钢板厚度方向存在明显的偏析线。分层处有明显的点列状孔洞分布,这是引起裂纹扩展的主要原因。钢板的基体组织为珠光体+铁素体,分层处组织为马氏体+少量贝氏体+少量铁素体。裂纹起源处的夹杂物为MnS和Al2O3且以MnS为主,沿着带状组织和夹层分布。分层处的断口形貌为解理断裂,呈片层状或羽毛状,断口有明显的分层现象。分层处的贝氏体、马氏体组织使材料脆性增加,在与MnS夹杂物的共同作用下,形成应力集中而产生裂纹。