宣鋼焊絲鋼ER70S-6盤條質量控制實踐

呂艷偉

（河北鋼鐵集團宣化鋼鐵公司，河北 宣化075100）

宣鋼冶煉焊絲鋼ER70S-6盤條整體控制水平較高，得到客戶一致好評，市場反饋一致較好。近期部分客戶反映該鋼種表面氧化鐵皮去除困難，材上表面氧化鐵皮較后，宣鋼立即組織進行研究分析。分別從國內先進企業和宣鋼內部取樣，從氣體元素含量、盤條橫截面偏析、盤條顯微組織、盤條表面氧化鐵皮等方面進行分析對比。為后續進一步提升產品質量，提高客戶滿意度提供有效支撐。

1 取樣基本情況

本次共取10個試樣，其中1號—5號為宣鋼產、6號—8號為青鋼產、9號—10號為德龍產，規格均為Φ5.5 mm，樣品實物圖片如圖1所示。

圖1 樣品實物圖片

2 氣體元素含量分析

采用TC-500氧氮分析儀、RH600定氫分析儀分析氣體含量（見表1）。

從表1可以看出：

1）與青鋼和德龍相比，宣鋼盤條的w[O]高，平均值比青鋼、德龍分別高4.4×10-6、8.3×10-6。

2）w[N]宣鋼盤條低于青鋼和德龍，平均值分別低11.2×10-6、11.5×10-6。

3）w[H]含量整體水平相當。

表1 盤條試樣氣體元素含量 ×10-6

3 盤條橫截面偏析分析

通過截取盤條試樣橫截面心部50倍光學金相照片如圖2所示。從圖2可以看出，5支宣鋼盤條試樣心部均未出現明顯的偏析，而青鋼和德龍試樣心部均出現了明顯的方框形宏觀的負偏析[1]，其長度和寬度見表2。

圖2 盤條試樣橫截面心部50倍光學金相圖片

表2 盤條橫截面方框性宏觀偏析尺寸 μm

4 盤條顯微組織分析

截取10個盤條試樣的橫截面典型500倍光學金相照片如圖3所示，觀察位置主要是在1/2半徑處，只有3號樣品時邊部位置。

從圖3中可以看出，組織均為鐵素體+珠光體[2]，無異常組織。組織定量分析（采用橫截面200倍光學金相照片）如表3所示。

圖3 盤條試樣橫截面典型500倍光學金相圖片

表3 盤條橫截面顯微組織定量分析結果

從上表可以看出，宣鋼5支試樣組織平均含量為85%鐵素體+15%珠光體，鐵素體晶粒平均13.8μm、9.5級；青鋼3支試樣組織平均含量為85.7%鐵素體+14.3%珠光體，鐵素體晶粒平均13.2μm、9.5級；德龍2支試樣組織平均含量為82.5%鐵素體+17.5%珠光體，鐵素體晶粒平均11.6μm、10級。

5 盤條表面氧化鐵皮分析

對10支試樣做掃描電鏡觀察表面氧化鐵皮結構，以及氧化鐵皮/基體界面平直度。

5.1 氧化鐵皮的結構

試樣表面氧化鐵皮典型SEM照片和EDS能譜面掃描結果如下頁圖4和圖5所示。可以看出，氧化鐵皮由外向內，依次為Fe2O3、Fe3O4、FeO、Si元素富集層四層結構。

ER70S-6含w(Si)為0.8%～0.95%。鋼材在加熱爐中加熱時，Si會在基體表面生成SiO2和FeO組成的具有鐵硅尖晶石相的復合氧化物[3]。這種組織的黏附性較強，熱軋除磷時難以除掉，殘留在后續軋制過程中容易倍壓入基體，使得氧化鐵皮與基體之間的界面平直度變差。

圖4 盤條表面氧化鐵皮典型SEM照片和EDS能譜掃描結果

圖5 盤條表面氧化鐵皮SEM照片（200倍）

5.2 氧化鐵皮平直度

試樣縱截面表面氧化鐵皮200倍SEM照片表征宏觀形貌，如圖5所示，對比分析可得：

1）對于同一支試樣來說，與橫截面比較，縱截面氧化鐵皮相對完整、緊密、平直度好。橫截面氧化鐵皮易出現破碎，特別時Fe2O3/Fe3O4界面。這與軋制過程中的方向性有關。因此對比縱截面，宣鋼、青鋼、德龍三家盤條表面氧化鐵皮平直度均良好，無明顯差別。

2）對比橫截面，宣鋼、青鋼、德龍鋼鐵三家表面氧化鐵皮平直度差別較大。青鋼與德龍基本一致，均優于宣鋼。宣鋼表面存在有部分氧化鐵皮壓入基體中，惡化了表面平直度。

3）采用圖5所示的測定氧化鐵皮厚度，隨即測量5次取平均值，共得10個數據算取平均值和標準差，分析結果如表4所示。

表4 氧化鐵皮厚度 μm

6 結論

1）與青鋼和德龍相比，宣鋼盤條的[O]含量高，[N]含量較低，[H]含量基本相當。

2）宣鋼樣品心部均未出現明顯的偏析，而青鋼和德龍樣品心部均出現明顯方框形宏觀負偏差。

3）三家組織均為鐵素體+珠光體，無異常組織。

4）青鋼和德龍表面氧化鐵皮平直度基本一致，均優于宣鋼。宣鋼盤條存在部分氧化鐵皮壓入基體中，惡化了表面平直度。

5）宣鋼表面氧化鐵皮厚度比青鋼和德龍分別大3.6μm和0.4μm。宣鋼表面氧化鐵皮厚度均勻性差。