中厚鋼板探傷不合格原因的與控制研究

牟凱

摘 要：我國社會經濟在發展的過程中，建筑行業得到較快發展，其中中厚鋼板在其中扮演著較為重要的角色，在橋梁、輪船以及海上石油平臺中有較為廣泛的應用，并且在較大程度上具有較高的安全性與可靠性。此外，在對中厚鋼板內部質量實施有效判定的過程中，超聲探傷是其中較為有效的檢測技術，廣泛應用在中厚鋼板內部質量檢測過程中。本文首先通過試樣取材進行有效的檢驗，通過檢驗結果對試樣組織、試樣夾雜物實施了有效的分析，其中著重對MnS進行了深入的分析，最后闡述了其他控制MnS夾雜物方法，比如成分控制、鈦處理鋼液、軋制過程的優化、熱處理技術等方法，以此提出幾點意見，僅供參考。

關鍵詞：中厚鋼板探傷；不合格原因；控制

前言

我國市場在發展的過程中，大大增加了中厚鋼板的需求量，并且在此基礎上對內部質量提出了較高的要求。此外，在進行中厚鋼板實際生產過程中，很難通過人工檢測方法對其進行全面判斷，一般情況下采用超聲波無損探傷技術對鋼板內部質量實施有效判斷。該技術在運用過程中的主要原理是超聲波進入到鋼板厚，鋼板內部會發生不同的波形與頻率，因從鋼板反射的波形有較大的差異性，以此來判斷鋼板的合格率，這在較大程度上中厚鋼板質量，為中厚鋼板在不同領域中的較好應用奠定良好的基礎。

1 檢驗材料和方法

1.1檢驗材料

檢驗試樣來自于扎材，其鋼號為A709Gr50F，在扎材出現攤上不合部位進行取樣，其祁陽尺寸為120*120*23 mm，并對此取樣進行有效的處理加工，這在較大程度上方便不同小試樣取樣[1]。

1.2檢驗方法

檢驗方法主要有以下幾個方面：1，對檢驗試樣進行粗磨、細磨，對試樣表面采用熱稀鹽酸侵蝕，對組織實施低倍觀察；2，對試樣細磨并拋光，對試樣表面采用硝酸酒精侵蝕，對金組織采用金相顯微鏡觀察；3，采用自動掃描電鏡與電子顯微鏡進行對試樣表面夾雜物分布進行觀察。

2 檢驗結果

2.1 試樣組織

由攤上結果顯示，鋼板厚度中心區有缺陷產生，在厚度約5 mm處有微裂紋，其長度為3 mm。需要采用顯微鏡對進項組織及家再無分布實施有效觀察，以此對微裂紋產生原因以及影響因素實施有效分析。

由金組織可見，其試樣組織為鐵素體與珠光體，并且有黑色珠光體，帶狀組織，其中試樣厚度中心與邊部有一定的差異，主觀題帶比例相對較大，并且有較寬的寬度，中心晶粒尺存為11.2 ，邊部尺寸為7.4 [2]。

2.2 試樣夾雜物分析

通過掃描電鏡分析結果顯示，試樣厚度中心周圍有塑性夾雜物，其中長度大于50 ，并且出現位置在珠光體組織中，同時沿著珠光體帶長軸方向不斷向外擴展。由此可以看出，大量微裂紋是引起扎板探巷不合格的主要原因，而夾雜物又是影響微裂紋的主要因素。所以，為了避免扎板內部裂紋情況，需要對帶狀組織進行有效的控制，但是目前科學技術還不能對帶狀組織進行完全消除，通過對組織方法進行有效控制，不能對裂紋缺陷進行徹底解決。出現珠光體帶與鋼中錳的微觀偏析有較大的關系，其中珠光體帶為錳元素的富集帶會在一定環境下生成塑性夾雜物，與實際向吻合。

從上述天就結果可得，本檢驗試樣中出現的微裂紋，較多學者提出的不同的解決方案，需要對整個厚度方向上的夾雜物實施有效的掃描，以此對檢驗試樣有較為全面的了解，其掃描結果顯示，夾雜物主要類型有MnS、CaS以及CaO等，在中夾雜物中含硫夾雜物占69.3%，其中MnS夾雜物占含硫夾雜物的25.4%。此外，MnS夾雜物在試樣厚度中有較為均勻的分布，尺寸較為統一，保持在10 以內，超過10 的MnS主要集中在厚度中心5 mm內[3]。

由于MnS尺寸存在一定的差異性，其尖端會因應力出現開裂的情況發生，但是裂紋相對比較小，其缺陷不會對鋼內部質量產生較大的影響，以此可以看出，在邊部小尺寸厚度中心傳了大尺寸MnS，主要原因為鑄在冷卻期間不同厚度方向中的冷卻速度有較大的差異性，有學者認為將冷卻速度加快能夠對MnS夾雜物的生長時間進行減少，以此將尺寸進行降低，顯然邊部冷卻速度快于厚度中心冷卻速度。所以，厚度中心的MnS夾雜物與邊部相比較大，以此形成了長條形MnS。同時有Ca-Mn-S夾雜物的分布可得一個極為重要的原因是中心鈣含量不足所致，所以能夠通過加鈣處理方法對鋼中生成的MnS總量進行有效的抑制，也就是將MnS改編成為較小的CaS與MnS的復合相。

2.3 其他控制MnS夾雜物方法

2.3.1 成分控制

MnS的形貌有一定的差異性，主要有鏈狀、球形以及不規則形狀，把MnS以球形分布在鋼中，這在較大程度上有利于對裂紋進行有效的改善[4]。采用有效的方法將MnS在不同成分條件下形貌進行析出，可以得出檢驗鋼種成分條件下，生成的MnS是一種球形。

2.3.2 鈦處理鋼液

在對其進行精煉的過程中，加入適量的鈦元素，能夠有效使MnS夾雜物在厚度中進行彌散分布，在沒有添加鈦元素之前，若Mn與S兩者的濃度在鋼液中達到一定的臨界值時，會在凝固之前生成MnS，此過程中的MnS與固液界面有較小的結合能力，其長大主要是靠碰撞來實現。添加鈦元素之后，在固液界中會形成一定的鈦氧化物，并且在此基礎仧MnS主要是以鈦氧化物為質點在表面形核長大，同時被固液界進行捕捉。此外，MnS自身的尺寸主要是由于生長時間被降低，因而較為細小。

2.3.3 軋制過程的優化

研究結果顯示，變形溫度的不斷升高，會在較大程度上縮短MnS塑性夾雜物變形長度，主要是因溫度的升高能夠有效使奧氏體體積分數進行有效的增加，可大大提高鋼基體塑性，同時最大程度上能夠使硬度降至最低，以此使MnS與鋼基體之間的硬度不斷降低，其中在變形過程中，大大降低了MnS被拉長的力度。同時，變形速率的減小，能夠在較大程度上使再結晶動能增加，并且在此基礎上也能使奧氏體體積分數增加，以此使MnS尺寸達到減小的目的[5]。

2.3.4 熱處理技術

較多學者通過原位對其實施觀察，長條狀MnS夾雜物在高溫的環境中通過熱處理，會出現分裂并球化。研究結果顯示，想要提高MnS夾雜物的分裂比例，可以通過對加熱速率進行有效的減小、對均熱溫度進行有效的提高以及增加均熱時間等，以此達到其目的，從而實現對產條狀MnS實施有效的改性，使鋼中分布彌散化。

結語：

綜上所述，中厚鋼板在探傷不合格的主要原因有偏析、非金屬夾雜物以及微裂紋等，所以為了提高探傷合格率，需要提升原料質量的，并且在此基礎上對工藝流程進行有效的加熱以及冶煉。首先需要采取有效的措施來提高煉鋼環節的重要性，以此對鋼水硫含量師生有效的降低，以此有效提升鋼水純凈度；其次，軋鋼工序強化加熱控制對熱處理進行強化；最后，對鋼中氫含量實施有效控制，最大程度降低偏析程度，并且在此基礎上對硫化物與微量元素偏聚進行有效的消除，從而有效提高合格率。

參考文獻

[1] 趙喜偉，韓樂，劉利香，等. 低合金特厚鋼板探傷不合格原因分析[J]. 寬厚板，2017（6）：33-35.

[2] 趙喜偉，張鵬飛，王青，等. S355J0鋼板超聲波探傷不合格原因分析[J]. 寬厚板，2017（4）：15-17.

[3] 林強，張華，陳國威，等. 壓力容器鋼板探傷不合格原因分析及工藝優化[J]. 特殊鋼，2017（5）：17-21.