高強(qiáng)鋼延伸率不合分析

馬海龍

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

高強(qiáng)鋼延伸率不合分析

馬海龍

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

在Q345B的實(shí)際生產(chǎn)中，出現(xiàn)批量厚規(guī)格性能不合的情況。通過對(duì)煉鋼過程、熱軋及不合格卷取樣及檢驗(yàn)過程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)斷后延伸率不合與鋼板金相組織不均和夾雜物有關(guān)。鋼中存在的帶狀組織對(duì)斷后延伸率影響相對(duì)較小，但改善帶狀組織有利于改善鋼卷的塑性。

延伸率不合；夾雜；金相組織

1 斷后延伸率不合情況簡介

2013年11月1日-15日厚規(guī)格Q345B熱軋卷出現(xiàn)大批斷后延伸率不合的現(xiàn)象，經(jīng)復(fù)驗(yàn)終判17卷不合。鋼卷厚度為9.75-19.75mm，共涉及8個(gè)爐次，斷后延伸率為13.5-19.5%，標(biāo)準(zhǔn)要求≥20%。

2 煉鋼過程分析

2.1 情況分析

2.1.1 過熱度

Q345B澆注過熱度分布板卷斷后延伸率不合對(duì)應(yīng)鑄坯澆注過熱度控制沒有明顯異常，基本屬于正常。

2.1.2 拉速

111B06319爐次澆注斷面為2050mm，按照要點(diǎn)要求，其拉速應(yīng)為1.1m/min，但因?yàn)檫^熱度偏高，連澆緊張，拉速為0.8m/min，該爐次頭坯軋制板卷斷后延伸率不合，原因可能與頭坯拉速低過熱度高，鋼水純凈度較差有一定關(guān)系。

111B06230爐次澆注斷面為1250mm，按照要點(diǎn)要求拉速應(yīng)為1.5m/ min，該爐實(shí)際拉速為1.2m/min，拉速控制偏低。

其余爐次均出自10月8-9日生產(chǎn)的澆次，該澆次鑄坯斷面1500mm，拉速基本正常均為1.3m/min。

2.1.3 Ca/S

通過對(duì)斷后延伸率不合殘樣的金相及電鏡分析發(fā)現(xiàn)殘樣的帶狀組織中普遍存在條狀的MnS夾雜，為此對(duì)鋼水的鈣處理情況分析如下：

斷后延伸率不合Q345B板卷Ca/S，斷后延伸率不合板卷Ca/S平均為0.28，最低0.23。

Q345B合格板卷Ca/S平均0.3445，最低0.18，大部分Ca/S集中在0.18-0.35。鈣處理與板卷延伸率不合沒有明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.1.4 鑄坯低倍評(píng)級(jí)情況

從表1中可以看出，這17卷鋼的過熱度為16-32℃，沒有異常，拉速除了兩塊頭坯外澆注均正常。但是有一點(diǎn)值得關(guān)注，這17卷斷后延伸率不合的鋼卷中，有14卷均出自11月8號(hào)-9號(hào)生產(chǎn)的Q345B中。從低倍照片來看，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量不是很理想，低倍評(píng)級(jí)結(jié)果偏輕。

表1 澆次所取鑄坯低倍結(jié)果Table1 The result of Bil let

2.1.5 其他

11月8-9日共生產(chǎn)15爐鋼共143塊鑄坯，其中用于軋制9.75mm以上規(guī)格的137塊，其中14卷鋼斷后延伸率不合，比例為10.2%。除此以外，11月1日-15日共生產(chǎn)9.75mm以上板卷共216塊，其中3卷斷后延伸率不合，比例為1.4%。

3 軋鋼過程分析

17卷鋼熱軋工藝關(guān)鍵工藝參數(shù)控制，終軋溫度控制良好，卷取溫度除17.5mm厚A111109C061R卷取溫度為552℃，明顯超出要求范圍外，其余鋼卷控制無異常。

4 取樣分析

4.1 金相檢驗(yàn)

斷后延伸率合格的鋼卷A類夾雜物均＜2.0級(jí)，帶狀組織為2.5-4.0級(jí)，其中A111109C041R的B類夾雜達(dá)到2.5級(jí)；斷后延伸率不合的鋼卷A類夾雜物均為2.5級(jí)，帶狀組織為3.0-4.0級(jí)。同時(shí)，在不合的拉伸試樣取樣在京唐進(jìn)行金相分析。斷后延伸率不合的鋼卷A類夾雜物均為≥2.0級(jí)，部分鋼卷的B類夾雜達(dá)到2.5級(jí)，帶狀組織為1.5-3.0級(jí)。

在帶狀組織中也普遍存在條狀的MnS夾雜。斷后不合鋼卷的帶狀組織分為兩類，一類的特點(diǎn)是視場中珠光體條帶數(shù)量較多，帶狀的寬度較小，一般不超過15μm。另一類的特點(diǎn)是視場中珠光體條帶數(shù)量較少，帶狀的寬度較寬，大多超過20μm。

從夾雜物分析綜合來看，大尺寸夾雜物與斷后延伸率不合有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系。從帶狀組織來看，沒有明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系。

從取樣卷金相組織對(duì)比可知，合格卷組織既有正常的多邊形鐵素體+珠光體組織，也有魏氏組織+鐵素體+珠光體組織。而不合鋼卷組織同樣既有正常的多邊形鐵素體+珠光體組織，也有魏氏組織+鐵素體+珠光體組織，但魏氏組織+鐵素體+珠光體型組織更多。由此可見，魏氏組織的存在雖然對(duì)斷后延伸率不利，但不是斷后延伸率不合的主要原因。

另外，在不合鋼卷上發(fā)現(xiàn)鋼卷上下兩個(gè)表面金相組織存在差異，一個(gè)表面組織是鐵素體+珠光體+少量魏氏組織，另一個(gè)表面組織是鐵素體+貝氏體+少量珠光體。這種現(xiàn)象說明，鋼板上下表面冷卻不均勻。而因?yàn)榻M織不均，肯定對(duì)鋼板塑性有較大影響。

4.2 斷口SEM觀察

從A111109C061R等卷斷后不合拉伸試樣上取斷口試樣進(jìn)行掃描電鏡觀察，典型照片如下圖所示。斷口中均為韌窩+大型的條狀孔洞，且這些條狀孔洞的底部均能觀察到碎片狀的MnS夾雜。這種現(xiàn)象說明MnS夾雜的存在使得拉伸過程中的微孔在較早的階段就已形成，并隨變形的繼續(xù)而快速長大，最終形成遠(yuǎn)比正常韌窩大的孔洞，導(dǎo)致斷后延伸率降低。

圖1 斷口觀察Fig.1 Observation of Fracture

5 結(jié)論與建議

（1）厚規(guī)格斷后延伸率不合與熱軋組織不均勻和夾雜物有關(guān)，而帶狀組織和魏氏組織雖然對(duì)鋼的塑性不利，但不是斷后延伸率不合的主要原因。

（2）Q345B頭尾坯、換水口坯等異常坯應(yīng)不安排生產(chǎn)厚規(guī)格（≥10mm）鋼卷，建議用于生產(chǎn)規(guī)格為5.0-8.0mm的鋼卷；

（3）加強(qiáng)煉鋼過程控制，逐步降低偏析、夾雜物對(duì)斷后延伸率的不利影響。

（4）Q345B熱軋工藝應(yīng)嚴(yán)格按操作要點(diǎn)控制，通過優(yōu)化相關(guān)工藝參數(shù)，保證鋼板上下表面均勻冷卻。