Page 36 - 理化检验-物理分册2019年第六期

邱容容, 等: ８２B 高碳钢热轧盘条心部异常组织分析及改善措施

为针状马氏体, 过渡区组织为贝氏体, 基体组织为索 为 ０．５m s , 同时加盖保护罩.金相检验结果表
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氏体.能谱( EDS ) 分析结果显示: 马氏体岛上锰含 明, 通过途径二 ８２B 高碳钢热轧盘条心部出现马氏
量为 １．５％~１．８％ , 铬含量为 ０．６％~０．７％ , 明显高 体岛的概率仅为 ４．７％ , 相比采取措施前马氏体岛
于附近索氏体组织的锰含量( １．０％~１．３％ ) 和铬含 出现的概率大大降低.该方法的优点是降低辊道速
量( ０．２％~０．４％ ), 如图３b ) 和图３c ) 所示, 说明马氏 度对轧钢生产节奏及成本没有影响, 同时还有利于
体处存在锰、 铬微量元素偏析.从尺寸大小来看, 此 消除盘条的残余轧制应力, 降低滞后断裂的概率, 提
偏析不是宏观偏析, 而是晶内微观偏析. 高盘条拉拔性能.
２．２ 心部网状渗碳体的形成原因及改善措施
２ 综合分析
渗碳体本身不易变形, 作为强硬相削弱了晶粒
２．１ 心部马氏体的形成原因及改善措施 之间的结合力, 所以在拉拔过程中, 网状渗碳体与基
马氏体的一个重要特点就是存在大量的显微裂 体组织变形量差异较大, 导致网状渗碳体与基体交
纹, 同时其硬度高且很脆, 因而心部存在马氏体组织 界处形成裂纹.图 ４ 所示为 ８２B 高碳钢热轧盘条
会增大盘条的脆性.在盘条拉拔过程中, 马氏体的 拉拔断裂的宏观形貌及心部网状渗碳体组织形貌,
显微裂纹将会逐渐扩展成为宏观裂纹, 导致盘条拉 可以看到断口呈典型的笔尖状 [ ６ ] , 金相分析结果表
拔断裂 [ ４ ] . 明盘条断口处存在明显的心部网状渗碳体.
２．１．１ 心部马氏体的形成原因
在连铸过程中, 由于连铸坯中心发生正偏析造
成轧材心部锰、 铬等合金元素含量偏高.锰、 铬含量
提高, 使得过冷奥氏体连续冷却转变( CCT ) 曲线右
移 [ ５ ] , 形成马氏体的区域扩大.轧制过程中当用较
快的冷却速度冷却至 Ms 马氏体转变起始温度) 点
(
时, 在偏析区域就形成了马氏体组织.
马氏体组织处的锰、 铬合金元素的微观偏析来
源于坯料心部等轴晶的枝晶偏析.连铸过程中除非
采用速冷方式才能消除枝晶偏析, 如果采用目前的
缓冷方式是无法消除枝晶偏析的.因此, 只能通过
优化轧钢工艺才能消除马氏体岛组织.消除马氏体
岛的途径有两个: 一是通过延长坯料在加热炉高温
段的时间使得微观偏析的合金元素扩散, 降低微观
偏析区域合金元素的含量; 二是通过改变轧后冷却
速度, 使得冷却曲线不通过马氏体形成区域, 从而达
图 ４ 拉拔断样宏观形貌及心部网状渗碳体组织形貌
到不形成马氏体岛的目的. Fi g 敭４ Thea macromor p holo gy ofafractureddrawnsam p leand
２．１．２ 改善措施 b mor p holo gy ofcorenetworkedcementite
上述消除马氏体岛的途径一具体试验工艺为: ２．２．１ 心部网状渗碳体的形成原因
加热炉中提前 ３０min 开始升温.金相检验结果表 网状渗碳体分布在盘条中心偏析处, 网状渗碳
明通过途径一 ８２B 高碳钢热轧盘条心部出现马氏 体沿奥氏体晶界析出, 多个渗碳体连成一片呈网状,
体岛的概率为 ０％ .也就是说通过采取加热炉提前 因此该偏析为碳的宏观偏析.
３０min 开始升温措施盘条心部组织未再出现马氏体 ８２B 高碳钢的碳含量为 ０．８％~０．８５％ ( 质量分
岛, 该措施可以完全消除盘条心部出现马氏体岛的问 数), 属于过共析钢, 其平衡组织为珠光体和沿着奥
题; 但其缺点是加热炉提前升温严重影响了轧钢的生 氏体晶界分布的渗碳体. ８２B 高碳钢如果在 ES 线
产节奏, 同时增加了燃料消耗, 使得轧制成本提高. ( 渗碳体在奥氏体中的溶解度曲线) 以下快速冷却至
上述消除马氏体岛的途径二具体试验工艺为: 索氏体区, 奥氏体中的过饱和碳来不及析出, 奥氏体
降低辊道速度, 即将 ９~２０ 号轧机的辊道速度设置 直接转化为细片状的珠光体( 即索氏体) 和极少量的
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