Q345QD 钢板探伤不合原因分析及改进.docx

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摘要:本文分析了Q345QD厚板在钢板的边部发生的探伤不合的问题。发现这种缺陷是由于钢板中存在微裂纹导致,微裂纹的产生的原因是板坯三角区偏析富集的硫化锰。通过提高连铸机对弧精度和调整厚板冷却工艺,该类缺陷得到了有效控制。
关键词:中厚板;超声波探伤;氢;偏析
ANALYSISANDIMPROVEMENTONDISQUALIFICATIONOFQ345QDSTEELPLATEBYULTRASONICDETECTION
XiePush,YangJiebin,XueRufeng,GaoZhengwen
BaosteelZhanjiangIron&SteelCompanyZhanjiang,Zhanjiang,Guangdong,524072Abstract:,suchdefectscanbeeffectivelycontrolled.
Keywords:mediumplate;ultrasonicdetection;hydrogen;segregation引言[]
%~%范围的包晶钢,通常用在桥梁、船板上面,用户通常要求探伤后交货。在生产中我们发现,随着轧制厚度的增加,压缩比降低,探伤不合缺陷也在增加。为了降低该钢的探伤不合缺陷的发生,提高产品的合格率,有必要对其发生的机理和工艺控制进行探讨。
1探伤不合原因分析
Q345QD钢板的生产工艺为:铁水KR处理T转炉350t冶炼T精炼RH处理T连铸浇注T板坯切割T加热炉T轧制。化学成分见表1:
探伤不合缺陷的主要特点该钢探伤不合缺陷具有以下特点:在钢板宽度方向,分布在距离钢板两侧
100mm至500mm之间;在厚度方向,缺陷集中在钢板厚度的1/2处;在长度方向,主要是在钢板头尾处发生;缺陷的形状以点状为主。
试验方法及检测设备
选取Q345QD钢板超声波探伤不合的典型缺陷,通过手动探伤仪对缺陷进行定位,垂直于轧制面对缺陷部位进行切割制样。,并用能谱仪OXFORD分析缺陷处的化学成分。
显微分析
图1探伤不合部位金相照片探伤不合部位进行金相分析,金相照片见图1,试样板厚中部存在着一条偏析带。
对试验进行扫描电镜和能谱分析见图2、图3,钢板厚度方向的中心部位存在着明显的白亮带,对白良带放大后内部发现MnS的夹杂和微裂纹。
分析讨论
钢板探伤不合的位置对应着板坯的三角区,该区域通常存在着偏析以及夹杂物的聚集,在板坯宽度方向上属于偏析较严重区域。[1-2]从检验的结果可知,钢板超声波探伤不合的部位存在着夹杂物以及微裂纹。对夹杂物进行能谱分析,主要为硫化锰。
钢板探伤不合的原因一般有大的夹杂物、孔洞或者微裂纹等导致。对于立弯型连铸机来说,夹杂物导致的探伤不合主要分布在板坯厚度的1/4或者3/4处,但是该钢探伤不合主要特征是在板坯的中心,对应板坯的三角区,取样发现了微裂纹的存在,可以判断该钢探伤不合的直接原因是微裂纹。
钢板中微裂纹产生的原因分析:首先该钢低倍检验未发现裂纹的存在,可以排除板坯中心裂纹的原因。
微裂纹处发现有硫化锰的夹杂物,由于基体金属和硫化猛夹杂的热膨胀系数差异较大,在轧后控冷环节中的收缩效应不一致,在条状硫化物的尖端与基体界面结合处会产生小的空隙和微裂纹,在冷却过程中成为裂纹源。[3]此外硫化锰夹杂处还容易富集氢,当钢板中富集的氢不能及时扩散排出时,在此处析出氢气,最终会产生细小的氢致裂纹。[4]
2改善措施根据探伤不合的原因分析,结合钢厂的实际情况,进行了如下的改善:(1)改善三角区的偏析:每次探伤不合发生率较高时,该钢生产时对应的轻压下扇形段对弧均存在着2-,轻压下扇形段对弧不好会影响板坯偏析变差。厂内对铸机辊缝检查周期由之前的1次/每月调整为2次/月,以便及时发现轻压下扇形段异常,并进行更换。
(2)该钢轧制后喷水冷却,终冷温度控制在300°C左右,之后再在辊道上行走
100多米下线堆缓冷。经过测量,下线之后的温度在200~250°C左右,角部温度会更低。一般认为堆缓冷扩氢的适宜温度需要>200C[5-6],300°C的终冷温度不适合氢的扩散。后续厂内将该钢的终冷温度提高至400C。
通过以上措施,该钢探伤不合发生率由之前的2%,降低至<1%o
3结束语
探伤不合是由于硫化锰处产生的微裂纹,此夹杂物收缩系数和基体不一致,冷却过程中容易产生小的裂纹,此外硫化锰容易富集氢,当氢不能及时排出时也会析出氢气,产生细小的氢致裂纹。
轻压下扇形段对弧不好会影响板坯偏析变差,通过调整铸机检查周期,及时发现并更换异常扇形段,改善板坯偏析。
(3)终冷温度过低,容易导致钢板堆缓冷扩氢效果不好,通过提高终冷温度保证堆缓冷效果。
参考文献
].物理测试,1996,(2):16-21.
]•炼钢,2014,30(3):37-41.
[J]•连铸,2015,40(5):15-20.
].物理测试,(1):44-47.
].钢铁研究,2016,44(1):19-23.
].大型铸锻件,1993,(1):64-66.