中厚钢板探伤不合格原因分析.doc

中厚钢板探伤不合格原因分析
杨小刚,张立峰,张瑞,杨文
(北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083)
摘要:运用低倍及光镜观察组织、普通扫描电镜及Aspex自动扫描电镜研究夹杂物分布等手段分析了A709Gr50F钢板探伤不合试样,检验结果表明:在轧板的厚度中心出现了大量微裂纹,主要影响因素为带状组织及长条状MnS塑性夹杂物。
关键词:内部缺陷;带状组织;长条状硫化锰;弥散化分布
随着市场对于中厚钢板的需求不断上升,并对产品的各方面指标,尤其是内部质量提出了更高的要求。与表面质量、尺寸精度等不同的是,在实际生产中钢板内部质量无法通过人工检查来判断,目前国内外各大中厚板生产企业普遍采用的方法为超声波无损探伤技术来判定中厚钢板内部质量。超声波无损探伤技术的原理为当超声波进入被探测钢板后会在钢板的内部产生机械振动,而不同的振动频率和波形,从钢板反射回的波形是不一样的[1]。超声波在被探测钢板中的传播能随钢板的内部组织及缺陷的不同而变化,以此来判断钢板内部的裂纹、分层、缩孔等质量缺陷情况。
2012年内,国内某钢厂在生产A709Gr50F中厚钢板时常出现探伤检验不合格情况,严重影响了该厂的经济效益,且加重了生产负担。通过运用低倍侵蚀等观察组织、Aspex自动扫描电镜研究夹杂物分布等方法来对该厂多组探伤不合格试样进行全面剖析,找出引起钢板探伤不合的具体原因并提出相关控制措施建议,以期望提高探伤合格率。
1 检验材料和方法
检验材料
检验试样取自工业生产中的轧材,钢号为A709Gr50F,在轧材发生探伤不合部位处取样,取样尺寸为120mm×120mm×23mm,并将取得的试样进行后处理加工成方便各项检验用的小试样。检验钢种的成品成分如表1所示。
检验方法
1)对检验试样进行粗磨、细磨后,用热稀盐酸(φ盐酸:φ水=1:1)浸蚀试样表面,进行低倍组织观察。
2)对试样细磨、抛光后,用4%硝酸酒精浸蚀试样表面,利用金相显微镜对金相组织进行观察。
3)4%硝酸酒精浸蚀前后用Aspex自动扫描电镜、普通扫描电子显微镜(SEM)对试样表面处的夹杂物形貌及分布进行观察分析。
2 检验结果
试样组织概况
探伤结果表明,缺陷集中出现于钢板厚度的中心区域,图1a为检验试样经热盐酸浸蚀后的低倍照片,在试样厚度中心约5mm范围内存在大量微裂纹;由图1b的典型光镜组织可知裂纹的长度司达3mm左右。为分析微裂纹产生原因及可能的影响因素,对试样的金相组织及夹杂物形貌及分布进行了观察。
检验试样的金相组织见图2。可以看出试样的组织为铁素体和珠光体,有带状组织存在,黑色珠光体条带明显;试样厚度中心与边部的区别在于中心处的珠光体带的比例更大,并且珠光体带的宽度更宽,,。
试样夹杂物分析
扫描电镜及能谱分析结果表明,在试样厚度中心附近存在大量MnS塑性夹杂物和微裂纹,MnS夹杂物长度可超过50μm;微裂纹长度为几十到上百微米。塑性夹杂物及微裂纹均出现于珠光体组织中,并且沿珠光体带的长轴方向扩展。典型的塑性夹杂物及微裂纹的形貌如图3所示。
上述检验分析结果表明,引起轧板探伤不合恪的内部缺陷为轧材厚度中心约5mm宽区域内的大量微裂纹,而影响微裂纹的因素为轧材