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中厚板外观缺陷的原因

2023-12-29
660次

     海南钢材批发


1、过热

特征:钢板表面呈现大面积连续的或不连续的蓝灰色粗糙麻面或鳞片状翘皮,通常表面会出现一定深度的脱碳层,内部晶粒组织粗大,并伴有魏氏组织出现。

成因:钢坯在加热炉高温段停留时间较长或加温度过高,或者是家热炉内的氧化性太农,造成钢坯表面过度氧化。

影响:钢坯过热,使钢板表面产生一定深度的脱碳层,不仅使钢板表面严重粗糙,内部晶粒过分长大,而且严重降低了钢板力学性能和加工性能,使过程中易在钢板表面形成不规则、深度较浅的裂纹,对钢板的质量有致命的影响。

预防:(1)制定合理的加热制度,控制加热温度、加热速度和加热时间,防止钢坯产生过热(烧)现象;(2)控制炉内气氛,在保证燃料完全燃烧的前提下,尽量减少过剩的空气量,采取微正压控制,减少炉门的开启时间,防止冷空气吸入。

2、麻点

特征:在钢板表面形成局部的或连续的成片粗糙面,分布着大小不一、形状各异的铁氧化物,脱落后呈现出深浅不同、形状各异的小凹坑或凹痕。

成因:由于钢坯加热后表面生成过厚的氧化铁皮(钢坯加热时有部分区域由过热现象)子轧钢之前没有得到清理或清理不彻底,在轧制之前氧化铁皮呈片状或块状等形态压入钢板本体;轧后氧化铁皮冷却收缩,在受到震动时脱落。,在钢板表面留下大小不一、形状各异、深浅不同的小凹坑或凹痕。此外,没其中的教友喷射或燃烧的气体腐蚀,也会形成焦油麻点或气体腐蚀麻点。

影响:对钢板表面质量的影响程度取决于麻点在钢板表面形成的凹坑或凹痕的深度及对钢板表面质量要求的严格程度。通常情况下,经过修磨清理后,其深度不超过相应标准规定者不影响使用。

预防:(1)按坯料规格及钢种的不同合理控制加热炉各段的加热温度,合理控制煤气(燃油)、空气配比,提高燃烧的充分性;(2)加热炉待温时要有效地控制烧嘴火焰的强度,避免火焰长时间对钢坯直接烧蚀;(3)保证高压水压力,确保除磷效果。


3、氧化铁皮压入

特征:钢板表面压入的氧化铁皮可分为一次氧化铁皮和二次氧化铁皮,一次氧化铁皮多为会褐色Fe3O4鳞层;二次氧化铁皮多为红棕色FeOFe2O3鳞层组成。依压入氧化铁皮种类不同,压入深度有深有浅,其分布面积由大有小,多数呈块状或条状。

成因:(1)加入时间过长,使得钢坯表面形成的氧化铁皮太厚而不易清除;(2)在轧制前,由于高压水压力不足或其他方面的原因,钢坯表面氧化铁皮未能得到有效的清理,造成钢坯在轧制过程中部分较厚或附着力较强的氧化铁皮呈片状或块状被压入钢板本体。

影响:氧化铁皮在钢板表面的压入深度和分布区域,通常情况下影响不如麻点。修磨后,一般不影响钢板的使用。


4、表面夹杂(渣)

表面夹杂(渣)是钢板本体内嵌入或压入非本题异物的统称,分非金属夹杂(渣)、混合夹杂和金属夹杂三大类。


41非金属夹杂(渣)

特征:不具有金属性质的氧化物、硫化物、硅酸盐和淡化物等嵌入钢板本体并显露于钢板表面的点状、片状或条状缺陷。

成因:(1)在炼钢过程中脱氧剂加入后形成的脱氧化合物,在凝固过程中来不及浮出、排除而残留于钢坯中,轧制后暴露于钢板表面;(2)炼钢中间包、钢包等的耐火材料崩裂,脱落后进入钢水,并随钢水铸入板坯,轧制后暴露于钢板表面;(3)由于连铸浇速度过快,捞渣不及时,造成保护渣岁钢液卷入结晶器内,在钢坯和坯壳之间形成渣钢混合物,轧制后暴露于钢板表面;(4)钢坯在加热炉内加热时,加热炉耐火材料崩裂落到钢坯表面,轧制时压入钢板。

4.1.1褐色非金属夹杂(“红锈”)

特征:嵌入钢板体内的显露于钢板表面的点状、片状或条状的褐色或红褐色非金属物质。有研究指出,“红锈”与钢中的硅含量和终冷温度有关。

影响:非金属夹杂有时易在钢板表面形成面积较大的条形压入,但压入的深度通常较浅,容易清理,基本不影响钢板使用。

412白色非金属夹杂

特征:在钢板表面有嵌入本体的显露于钢板表面的点状、片状或条状的非金属物质,微观形态为白色或灰白色的岩相组织。

影响:白色非金属夹杂有时易在钢板表面形成面积较大的条形压入,但压入的深度通常较浅,容易清理,基本不影响钢板使用。有时因较严重的“水口”侵蚀或剥落而产生的大型夹杂会造成钢板的判废。

42混合夹杂

特征:在钢板表面有嵌入钢板本体内较深,呈现为块状,周边呈开放性的黑色的非金属和金属混合物质。该种夹杂单体面积较大,个体之间呈条状排列,羁绊是沿轧制方向分布。

成因:大报和中包包衬侵蚀、脱落;连铸浇铸速度过快,捞渣不及时,造成保护渣卷入钢液。上述因素导致结晶器内形成渣钢混合物,轧制后在钢板表面产生团块嵌入式延展开裂。

影响:缺陷的深度较深,有的超过钢板的厚度之半,甚至贯穿,起多数情况下造成钢板判废。

43金属夹杂

特征:嵌入或压入本体内的显露于钢板表面的点状、块状、条状等形状的金属物质。

成因:它是外来未熔今年书所造成的夹杂物,起多系偶然的外来因素造成的。(1)连铸时,金属片、金属块、金属渣条等落入坯壳与拉矫辊之间,压入板坯壳内,轧制后暴露于钢板表面;(2)钢坯在火焰切割时,由于切割枪氧压便低或波动,造成大型的熔融渣铁粘附到切口边缘的上表面或下表面,在轧制时压入钢板表面。

影响:在钢板本体内形成较深的块状压入,由于它与金属基本在虎穴成分和变形条件方面存在明显差别,所以轧制过程中常因不均匀变形引起的附加应力作用而伴生各种不同形态的裂纹,该缺陷对钢板的影响取决于分布位置和数量,一般情况下,易造成钢板的判废。


5、裂纹

特征:在钢板表面上形成具有一定深度和长度,一条或多条长短不一、宽窄不等、深浅不同、形状各异的条形缝隙或裂缝。从横截面观察,一般裂纹都有尖锐的根部,具有一定的深度并且与表面垂直,周边有严重的脱碳想象和非金属夹杂。裂纹破坏了钢板力学性能的连续性,是对钢板危害很大的缺陷。

成因:(1)钢坯表面有横裂纹、纵裂纹、结疤或皮下气泡等缺陷,在轧制后没有被焊合或消除而演变为裂纹;(2)钢坯在加热炉内加热不匀或者轧件受力不均,使得轧件个部分延伸和宽度不一致,钢板在应力作用下形成裂纹;(3)钢坯加热或轧件冷却速度过快,产生较强的热应力或组织应力集中,而产生裂纹;(4)轧制过程中,喷水过多,使得轧制温度过低,钢板延展性变差,西成裂纹。

预防:(1)严格钢坯质量检验,不合格不投产;(2)加强钢坯的加热操作,控制好加热速度、加热温度和均匀加热,防止过热、过烧;(3)制定合理的轧制温度制度和压下规程,防止钢板的冷却不均或局部过冷。


5、1纵裂纹

特征:纵裂纹一般有良种形式:一种是成片状出现的沿轧制方向裂开的小裂口;一种是有一定宽度的粗黑线状裂纹。纵裂纹主要出现在碳素结构钢板表面上,有时也少量出现在低合金类钢板表面,板厚大于20㎜的钢板出现纵裂纹的几率比较大。纵裂纹破坏了钢板的横向连续性,对钢板危害性很大。

成因:(1)纵裂纹主要是由于钢坯在凝固过程中坯壳厚度不均造成的,当作用在坯壳的拉应力超过钢的允许强度时,在坯壳薄弱出产生应力集中而导致断裂,出结晶器后在二冷区扩展形成纵向裂纹,在纵向轧制中沿钢板轧制方向扩展并开裂;(2)如果钢板出现多道贯穿轧制方向的裂纹,则有可能是较严重的钢坯横裂在钢坯横向轧制时扩展和开裂形成的;(3)钢中大量气泡的存在,在加热及轧制过程中形成沿受力方向延伸的小裂纹,并经进一步扩展而导致开裂。

影响:视裂纹的长度、深度、数量、分布情况而定。通常情况下,导致钢板被判废的可能性很高。

预防:防止纵裂纹产生的有效措施是使结晶器弯月面区域坯壳生长厚度均匀。钢的碳含量、夹杂物含量、钢液温度控制、侵入式水口设计与插入深度、结晶器保护渣性质、结晶器导热均匀性、结晶器液面波动、二次冷却和钢液中气体含量等,都能影响初生坯壳凝固的均匀性。因此稳定冶炼、连铸及轧制工艺是减少钢板表面纵裂纹产生的关键。


52横裂纹

特征:裂纹基本与钢板的轧制方向呈30°~90°夹角,呈不规则的条状或线状等形态,分布的位置、数量、状态、大小各异,具有一定深度和长度,破坏钢板纵向连续性。

成因:主要是由于钢坯振痕较深,造成振痕低部有微裂纹或坚壳带较薄,钢中的铝、氮含量较高,促使AIN、质点沿奥氏体晶界析出,诱发痕裂纹;钢坯在脆性温度700-900℃矫直;二次冷却强度过高,导致钢坯很裂纹在轧制中扩展和开裂;或者是不明显的钢坯纵向裂纹在钢坯横向轧制时扩展和开裂。

影响:横裂纹在钢板表面表现形态较多,起深度通常在0.5-1.5㎜,个别严重的可达到钢板厚度的1/4-1/3,早成钢板判废的倾向性很高。

预防:(1)采用高频率、小振幅结晶器振动;(2)二次冷配水量分布应使钢坯表面温度均匀并尽量减小钢坯表面和边部的温差;(3)根据钢种不同选择合适的保护渣,保护渣的用量和黏度既要保证减浅振痕,又要防止坯壳粘结;(4)钢坯矫直时避开脆性温度区;(5)合理控制钢中铝、氮的含量,以减少AIN的形成和析出。


5.3皴裂

特征:在钢板表面呈现出数量较多、面积较大、较为短粗、长度不连续的横向裂纹,类似于冬季人手背部冻伤的裂口。

成因:当钢坯的加热温度超过临界温度Ac3时,钢的晶粒过分长大,晶间结合力减弱,使钢坯的热塑性降低或者因钢坯表面存在细小的微裂纹在加热过程中被氧化,轧制中在钢板表面和角部产生裂纹或裂缝。

影响:皴裂出现在钢板表面时,通常表现为数量较多、分布面积较大,修磨和清理难度较大,对钢板表面质量影响较大,大多数情况下钢板被判废可能性较高。


5.4龟裂

特征:钢板表面呈龟背状(网状)裂纹,一般长度较短,多呈弧形、人字形,方向各异,多产生在碳含量较高、合金数量较多的钢板表面,在钢板垛放期间会发生裂纹扩展,导致钢板判废。

成因:(1)钢坯在较低温度进行火焰清理时,表面温度骤然升高引起热应力或在清理后冷却过程中产生组织应力,使钢坯表面轻微的炸裂;(2)钢坯加热温度或加热速度控制不当,造成钢坯局部过热(通常为钢坯的下加热面),过热部分出现一定深度的脱碳层,降低了钢的塑性,在轧制中由于表面延伸产生龟裂;(3)钢坯表面的网状裂纹或星形裂纹在轧制中扩展和开裂。

影响:从其产生的原因来说,钢板的表面存在着一定的脱碳层,有时也伴随或衍生出其他形态的裂纹。就深度而言,基本都超过钢板的厚度公差之半,因此判废的可能性较高。

预防:(1)采取预热或利用产品余热进行火焰清理;(2)控制加热制度,防止出现过热、过烧现象;(3)防止钢坯出现网裂或星裂等原始缺陷。


5.5发裂

特征:在钢板表面分布着形状不一、深度较浅的发状细纹,一般沿轧制方向排列,有长有短,有分有散,有的成簇分布,有时会布满钢板表面,,有时沿钢板横向分布。

成因:(1)由于连铸机的一冷,二冷冷速及拉速不合理,或者保护渣选用不合适、保护渣受潮,造成钢坯表面出现许多微裂纹,在轧制中暴露和扩展;(2)某些钢种因加热速度和加热温度不当使钢坯表面出现热裂纹和少量脱碳导致塑性降低,轧制中暴露而形成微小裂纹。

影响:钢坯微裂纹形成的细小裂纹在钢板上的形成大多呈现出有规律的弧线形,弧线的顶端与轧制方向相同。加热不当产生的裂纹规律性不强,大多呈长短不一的“蚯蚓”形线状。发裂一般深度较浅,修磨清理后不影响使用。但发裂有时不易发现,在钢板弯曲或卷曲加工时,如果缺陷在钢板外弧面将产生较为明显的裂纹或开裂。

预防:(1)加强连铸工艺的控制和钢坯的验收、检查及清理;(2)制定合理的加热温度和加热速度,尽可能增加压缩比,采用合适的压下规程和冷却制度。


5.6微裂纹

特征:钢板表面的不同部位出现一些不易辨别的、形状不规则、缝隙细小、长度不连续、形态零乱的裂纹。着裂纹有时在一定范围内以集中的形式出现,有时以零散分布的形式出现,有时与其他形态的裂纹或缺陷伴随出现。

成因:微裂纹产生的原因是多方面的,大多数情况下与其他形态的裂纹或缺陷伴随出现,基本上是其他形态的裂纹或缺陷的衍生形态,其成因与相关联的裂纹或缺陷相同,其单独出现时,则是由于某些钢种的钢坯不存在微裂纹;或钢坯加热温度不合理产生微裂纹;或钢坯局部受热强度较高造成表面出现一定的魏氏组织或脱碳,导致塑性降低,轧制中在钢板表面以不同形态表现出来。

影响:单纯出现的微裂纹对钢板影响较小,通常清理后深度小于钢板的负公差之半;与其他形态的裂纹或缺陷伴随出现的微裂纹对钢板的影响,大多数情况下取决于伴生缺陷的严重程度。


5.7带状裂纹

特征:在钢板表面上的分布面积较狭长,由各种形状不同、大小不一、各体之间相互渗透、单体面积不等的裂纹构成,整体表现为以条状或带状形态分布的裂纹在一定区域富集,条状或带状裂纹长度方向与钢板的轧制方向相同。这种缺陷在钢板表面呈现为单区域或多区域同时存在的形式。

成因:主要是由于钢坯表面存在较为密集的不同形态的细小裂纹,在轧制中暴露、扩展,由于裂纹个体间距较小,不同形态的裂纹相互渗透,从而在钢板表面形成较为密集的裂纹聚集区。

影响:条状或带状裂纹在大多数情况下是几个区域同时出现,其修磨后的深度基本上接近或超过钢板的负公差,严重的呈现出明显的沟槽,深度可达2㎜以上。因此,它对钢板的使用和改判影响显著,判废的倾向很高。


5.8星裂

特征:在钢板表面分布着形状类似于簇状或不闭环多边形等形态较为复杂、深浅不一、清晰可见的裂纹。由于这种裂纹大多呈现为多边形的星状,故统称为星形裂纹。一般沿轧制方向呈带状分布,有的呈弥散分布,有的陈腐密集分布,裂纹内多含有硅酸盐等夹杂物。通常低合金钢种比普碳钢发生星裂纹的几率高,一般钢板越厚,出现星裂的几率就越高。

成因:星裂大多出现在锰、硅、铜、铝含量较高的钢种。来源于钢中或结晶器的铜原子在高温下有较高的自由能,容易向晶界扩散并富集在初生的奥氏体晶界上,硅酸盐类夹杂物也随钢水的流动富集在奥氏体晶界上,这都大大降低了晶界的强度,在钢坯的冷却过程中,由于晶粒收缩而在钢坯表面形成星形裂纹,这种带有星状裂纹的钢坯在加热时,裂纹间隙周边受到高温氧化气氛的侵蚀,出现脱碳层和魏氏组织,在轧制中由于表面的延展加剧了钢坯原生裂纹的扩展和演变。

影响:星裂对钢板质量的影响程度取决于星裂在钢板表面的分布状态,通常呈弥散分布的星裂其深度较浅,大多数情况下清理后不超过钢板的富公差,对钢板的判定影响较大,判废的倾向性较高。

预防:(1)将铜结晶器改为镀层结晶器,对正结晶器并控制结晶器锥度,防止铜元素渗入钢坯而弱化表层结晶;(2)采用热装热送缩短钢坯到加热炉的时间,减少铜原子的富集量;(3)选择合适的保护渣并合理控制结晶器该水温度;(4)合理控制钢坯加热制度,防止过热、过烧;(5)制定合理的轧制工艺,增加钢坯压缩化。


6、气泡

特征:在钢板表面出现无规律分布的、或大或小的鼓报,外形比较圆滑。气泡开裂后,裂口呈不规则的缝隙或孔隙,裂口周边有明显的胀裂产生的不规则“犬齿”,裂口的末梢有清晰的线状塌陷,裂口内部有肉眼可见的夹杂物富集。

成因:气泡缺陷的成因有两类。一类是钢坯皮下夹杂引起的,它主要与中间包水口对中不良或保护渣质量有关,保护渣卷入钢水后产生的含有非金属夹杂的气囊,在轧制时,气体体积缩小,压力增大而产生鼓泡并呈现在钢板局部表面上,次类缺陷表面处呈青色。另一类是钢中气体引起的,连铸时由于拉速较快,钢坯内部的气体没有充分的时间溢出,留在钢坯内部形成气泡,在轧制时气泡扩展,导致金属局部难以焊合,当气泡内压力足够大时将在钢板表面鼓起形成鼓包。

影响:使钢板一处或多处甚至大面积出现闭合或开裂的气隙,通常情况下都造成钢板的判废。

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