Page 59 - 理化检验-物理分册2022年第九期
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刘 莹, 等: 钢板表面翘皮缺陷产生原因
1.2 化学成分分析 Q235B 钢板, 沿垂直于翘皮缺陷延展方向取样, 将
从表面存在翘皮缺陷的 Q235B 钢板取样, 利用 试样切割、 磨抛后对其进行金相检验, 结果如图 2 所
示。由图 2 可知: 缺陷处翘起部位与基体间未完全
直读光谱仪对试样进行化学成分分析, 结果如表 1
所示, 可见试样的化学 成 分 符 合 GB / T700 — 2006 分离, 根部仍有连接, 且此位置存在高温 Fe 2O 3 , 周
《 碳素结构钢》 的要求。 围有极少量的氧化圆点 [ 3-4 ] ; 翘起部位与基体间夹有
表 1 表面存在翘皮缺陷 Q 235B 钢板的化学成分分析结果 % , 分别附着于分开的翘皮及基体表面位
两层 Fe 2O 3
质量分数 层,
置, 且每层 Fe 2O 3 中都能观察到 FeO 及 Fe 3O 4
项目
C Si Mn P S Cr Cu 其中 FeO 层与基体和翘皮相连接, Fe 3O 4 层附着在
实测值 0.17 0.14 0.32 0.017 0.01 0.01 0.006 FeO 层外; 试样组织为铁素体 + 珠光体, 为正常组
标准值 ≤0.20 ≤0.35 ≤1.4 ≤0.045≤0.045≤0.045 ≤0.30 织, 缺陷周围区域脱碳不明显, 但在翘皮一侧的晶粒
略有长大。
1.3 金相检验及能谱分析
选取 表 面 存 在 翘 皮 缺 陷 且 翘 皮 尚 未 脱 落 的
图 2 翘皮缺陷处的微观形貌
利用能谱仪对翘皮缺陷周围区域的氧化圆点进 高, 保温时间的延长, 氧化圆点的数量也随之增加。
, 是典型 在高温条件下, 当钢板表面出现缺陷时, 缺陷处的氧
行分析, 发现氧化圆点主要成分为 FeMnO 3
的高温氧化产物( 见图 3 )。 势会比其他位置的高, 氧化圆点在该部位更易产生
并聚集。在缺陷周围观察到大量氧化圆点时, 表明
在前一道加热工序前, 缺陷可能已经存在, 而在高温
水蒸气环境中, Si , Mn 元素的氧化速率会随着水蒸
气的增加而变大, 因此, 在不具备足够的保温时间
时, 钢板也会出现少量的氧化圆点 [ 5 ] 。
该 Q235B 钢板缺陷周围存在的少量氧化圆点
可能产生于原始坯料的表面, 也有可能产生于钢板
的高温轧制阶段。因翘皮缺陷与基体分离位置的表
组成的氧化皮, 且两层氧
图 3 翘皮缺陷周围区域氧化圆点的能谱图 面均附着有 FeO 和 Fe 3O 4
化皮呈背对背贴合, 故可以判断缺陷是在产生氧化
2 综合分析 皮后形成的, 结合氧化圆点的判断结果, 推断缺陷可
经上述理化检验分析可知, 钢板表面缺陷的一 能是在粗轧阶段产生的。缺陷处的翘起部分晶粒稍
侧与基体相连, 未发现扩展的裂纹, 翘起部分的组织 有长大, 且无明显的金属流变, 进一步说明缺陷是在
与基体相近, 并非氧化铁皮, 故判定该缺陷为翘皮缺 高温阶段形成的。
陷, 不是裂纹或异物压入缺陷; 缺陷与基体之间衔接 3 工艺检查
, 周围存在极少量的氧化圆点。氧化
处存在 Fe 2O 3
圆点产生的原因为: 在高温( 约 1000 ℃ ) 干燥环境 因缺陷是在高温阶段产生的, 且可能产生于粗
中, 金属材料中的 Si , Mn 元素经过高温氧化, 形成 轧阶段, 故对钢板的现场加热工艺流程进行检查。
了圆点状氧化物, 即氧化圆点。随着加热温度的升 该 Q235B 钢板的要求出钢温度为1120~1180℃ ,
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