熱軋鋼板常見表面缺陷探討

黃貽果

摘 要：伴隨熱軋鋼板厚度的日益變薄，使得其在汽車制造、家用電器、集裝箱以及建筑業等領域獲得了大量的運用。近幾年內，對熱軋鋼板產品越來越薄及對于板形精度需求不斷提升的特征，針對熱軋鋼板的表面缺陷進行深層次的探討具有非常重要的意義。

關鍵詞：熱軋鋼板；常見；表面缺陷

1 引言

熱軋鋼板是冶金領域一種非常重要的產品，其在船舶、建筑以及制造業等均有著大量的應用，其產品的品質對于各個領域運用質量的可靠性與安全性起到著決定性的影響。伴隨計算機技術的不斷發展，運用計算機視覺技術，融合模式識別與數字圖像處理技術達到熱軋鋼板表面缺陷自動劃分與辨別是目前研究的焦點問題。

2 表面缺陷的形成原因分析

因為當前生產工藝之中有著非常多的影響因素，導致冷卻以后的鋼板表面產生不同程度的、不一樣類型的缺陷。產品產生表面缺陷并不代表產品無法運用。產品是否合格需要由最終用途所決定。針對鋼板表面缺陷種類的區分已經具備了統一的全球性評判指標。按照其行程原因與形狀等要素的不一樣，中厚板材的表面缺陷主要有33種不同的類型。各類型間或許會存在一定的聯系，部分缺陷由外觀層面來看是非常相似的，極易發生混淆，因此需要面向具體運用，融合熱軋鋼板表面缺陷相應的評判指標，才可以概括確定出科學地模式類別，進而為更深層次的分析辨別奠定較好的基礎。

3 熱軋鋼板常見表面缺陷

3.1 熱軋鋼板表面氧化皮缺陷

氧化鐵皮缺陷不但對熱軋產品的表面品質有著影響，同時對于產品的性能和外觀均有著一定的影響，嚴重影響著高質量產品的加工。根據缺陷宏觀形貌的不一樣，其主要有凹坑缺陷、麻點缺陷、紡錘狀氧化鐵皮缺陷以及紅色氧化鐵皮缺陷等等。

（1）凹坑缺陷和麻點缺陷是硬質塑性相對較差的氧化鐵皮壓入所導致的。麻點所指的是在熱軋鋼板表面存在的條狀又或是塊狀的深淺不同、形狀不一樣的小凹痕或凹坑等等。麻點大都是因為細碎的氧化鐵皮壓入所導致的。凹坑所指的是在熱軋鋼板表面有低于軋制面分布的部分又或是持續的相對較大的深坑。凹坑是因為大塊的氧化鐵皮在軋制環節擠壓基體成凹坑，在后期成型環節，由于受到應力的影響，氧化鐵皮和基體相分離造成的。

（2）紅色氧化鐵皮是因為鋼種中含有大量的Si，此氧化鐵三層架構中中間層孔隙較多同時比較大，并且所遺留的氧化鐵皮和基底在界面產生獨有的Fe2SiO4使得其無法剝離。

（3）紡錘狀氧化鐵皮缺陷是最具代表性的一次氧化鐵皮壓入所導致的，線條狀氧化鐵皮缺陷是由于二次又或是三次氧化鐵皮壓入導致的。

3.2 熱軋鋼板表面翹皮缺陷

根據熱軋鋼板表面翹皮缺陷翹皮下化學成分與橫截面形貌的不一樣，將熱軋鋼板表面翹皮缺陷劃分成以下3種不同的情況實施討論。

（1）經過翹皮皮下成分發現存在二次氧化現象，主要有Mn、Si的氧化顆粒。在熱軋過程中，鋼坯熱軋以前需要通過加熱爐進行加熱，同時保溫一段時間，若鋼坯的表面又或是邊緣位置存在開裂或裂紋現象，加熱環節此縫隙里面保有一定的空氣，鋼坯裂紋與空氣相互接觸，以造成鋼坯里面的Mn、Si等容易氧化的元素會發生不同程度的氧化，所以在氧化鐵皮附近發生了二次氧化。進入到熱軋過程，鋼坯表面裂紋與加熱爐中所形成的二次氧化被軋合而留在熱軋板外表，產生表面翹皮缺陷。能夠經過對于熱軋鋼板表面品質的嚴格檢查，排除板坯表面裂紋等缺陷以減少此狀況的發生。

（2）經過翹皮缺陷組分分析發現翹皮皮下存在著夾渣成分。導致此現象的原因主要有以下兩種：第一，結晶器水口的保護渣被帶入到鑄坯的內表層，通過熱軋軋輥大量的軋制碾壓以后，保護渣逐漸上浮至熱軋鋼板的表面最后產生翹皮缺陷；第二，鑄坯在進入到加熱爐以后，爐膛內壁的耐火材料分離至鑄坯外表，通過反復軋制碾壓以后耐火材料進入到熱軋板內的表層產生翹皮缺陷；若鑄坯內部存在結晶器保護渣，同樣會造成鋼的內部品質出現顯著的惡化，所以需要常常檢查結晶器水口的設計，增強對于結晶器水口的檢查、維修，避免結晶器水口損壞造成保護渣進入到鋼坯的內部。

（3）經過成分分析發現翹皮處橫截面上僅僅只有氧化鐵，此種現象大都是熱軋環節所導致的。首先，鋼坯在進入到熱軋工序以前需實施表面除鱗，除鱗不充分又或是邊緣位置存在高溫氧化鐵，通過后續軋制環節軋輥碾壓而進入到熱軋板次表層，產生表面翹皮缺陷，能夠經過優化表面除鱗功效，以避免熱軋板表面殘留氧化鐵。除此之外，熱軋之前的幾道軋制流程中或許由于工作輥表面情況等原因導致熱軋板表面的劃傷而形成氧化現象，在后期的軋制壓下時氧化鐵軋入熱軋板表面最后導致表面翹皮缺陷的產生，這種現象的截面金相觀察得知氧化鐵大都發生在熱軋板近表層位置較淺處，所以需要經常檢測熱軋軋輥的表面狀態以避免翹皮缺陷問題的出現。另一方面，鋼坯近表面內部存在著氣泡，鑄坯表面周圍的氣泡在軋制環節，沿著軋制方向不斷向外延伸，最后在鋼板表面逸出，造成熱軋板表皮發生分層，產生熱軋鋼板表面翹皮缺陷。大部分狀況下，翹皮被壓合，在往返軋制又或是卷取環節，一些表皮分層剝離翹起重新被壓實，翹皮下形成呈現為“八”字型的氧化鐵布局狀況。針對存在側壓定寬機的熱軋而言，若側壓調節不科學，同樣會造成熱軋板邊緣金屬向上翻入熱軋板表面，通過反復軋制以后，熱軋板表面產生由熱軋板邊緣方向至中心覆蓋的翹皮。

3.3 熱軋鋼板表面斑點缺陷

伴隨家電、汽車等高端冷軋產品種類與數目的日益增加，制造過程對于熱軋材料的品質需求不斷提高，特別是熱軋鋼板表面品質一旦發生問題，便會傳遞至冷軋產品上，對于冷軋加工產生較大的影響。運用光學顯微鏡及掃描電鏡等檢測方式。針對熱軋鋼板表面所出現的斑點缺陷實施檢驗，探討了此缺陷的特點以及形成原因。結果表明，熱軋鋼板表面斑點缺陷的宏觀特征表現為密集分布的近似圓形的亮點，微觀特征呈現為異常粗大的鐵素體晶粒；層流冷卻水不平穩、過度沸騰是造成斑點缺陷形成的重要原因；板形、溫度等因素對于斑點缺陷的形成都有著非常大的影響。

3.4 熱軋鋼板表面黑線缺陷

近幾年內，熱軋鋼板的表面產生了較多的黑線缺陷，此缺陷對于鋼材的合格率造成了非常大的影響。為了充分掌握鋼板黑線缺陷的特性與形成原因，以便更加好地運用措施以加強鋼板表面品質，由出現黑線的鋼板中取樣實施微觀與宏觀分析。運用電子探針與光學金相等相關的分析方法針對熱軋鋼板表面的黑線缺陷實施分析。結果表明，熱軋鋼板表面的黑線缺陷是鑄坯上原有的缺陷（表面又或是皮下縱裂紋以及皮下氣泡等等）經過熱軋加熱爐不斷高溫氧化以后軋制所形成的。

4 結論

總而言之，鋼板缺陷種類的劃分是一項非常嚴格細致的工作，不但需要尊重傳統的分類方式，同時還需滿足相關標準已有的定義，本文針對熱軋鋼板最為常見的表面缺陷實施探討。然而伴隨鋼種數量的不斷增加，生產方式的多元化，全新的缺陷與形態的改變會不斷形成，此個問題依然還需進行更加深入的研究。

參考文獻：

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