摘　要:采用化学成分分析、力学性能测试、显微组织观察和夹杂物检验等方法对有边缘裂纹的Q345B宽带钢进行分析。发现是由于铸坯存在FeS,MnS等夹杂物,轧制中这些夹杂物及过高锰含量导致裂纹的进一步扩展,最终形成边缘裂纹。
莱芜钢铁集团公司1 500 mm热轧带钢生产线主要生产宽700～1 350 mm、厚1.2～20.0 mm的Q345B宽带钢,工艺流程为:铁液预处理?120 t转炉?LF精炼?连铸机?轧材。在生产过程中,有部分批次Q345B宽带钢出现边缘裂纹,见图1。笔者对有边缘裂纹的带钢进行了化学成分分析、力学性能测试、显微组织观察和夹杂物评定等检验工作,以找出产生边缘裂纹的原因。
 
1　理化检验
1.1　试样制备
选取两卷不同炉号中带有边缘裂纹缺陷的宽带钢,分别在它们的裂纹区和正常区取样,见图2。
 
1.2　化学成分分析和力学性能测试化学成分分析结果(质量分数)见表1,力学性能测试结果见表2。
 

1.3　金相检验分别在垂直钢板轧制方向的裂纹区和正常区处切取金相试样,将金相试样抛光处理,用4%硝酸酒精溶液侵蚀试样,在光学显微镜下观察,见图3～5。
   由图4可看出,裂纹两侧有明显的脱碳现象,裂纹两侧的脱碳主要是连铸坯存在原始裂纹在高温下氧化形成,裂纹沿着脱碳层内夹杂物或晶界延伸[1](夹杂物沿晶界分布)。夹杂物的存在,破坏了钢基体连续性,轧制时裂纹进一步扩展[2]。正常区试样的基体组织为F+P,但有明显的纤维带状组织,而带状组织主要是由钢液凝固时的枝晶间成分偏聚造成的,见图5。
 
1.4　EDS能谱分析
对有裂纹试样内的夹杂物进行能谱分析,可知其主要由硫、铁和锰元素组成,见图6。
 
2　分析与讨论
    从图4来看,裂纹两侧均发生了脱碳,表明该类缺陷是在铸造坯连铸过程中因高温氧化而留下的。裂纹处的夹杂物中主要有硫、铁和锰元素,见图6,说明此处的夹杂物组成为FeS(1 190℃)和MnS(1 610℃),也可能为(Mn,Fe)S固溶体或FeO2FeS共晶体(940℃)组成。这些夹杂物的存在加大了连铸坯热脆倾向[4]。据文献[5],连铸坯在连铸连轧过程中存在三个高温脆化区。而从以上分析这些夹杂物存在的情况来看,该连铸坯在其中的900～1 200℃区间热脆倾向增大。当钢液不断从中间包浇注到结晶器时,钢液首先在结晶器壁形成坯壳并沿厚度方向凝固,若钢液中已有FeS,MnS等夹杂物存在,则铸坯中基体已凝固,而夹杂物仍处在熔融状态。这样在固2液界面之间存在一个凝固脆化区,此时的糊状区晶体强度和塑性都非常小。因此当作用
于凝固坯壳的外部应力(如热应力、鼓肚力或矫直力等)使其变形超过临界值时,在固2液交界面就产生裂纹,就会出现如图3所示的状况。
3　结论
    连铸坯中有FeS和MnS等夹杂物存在,破坏了钢基体的连续性,在连铸连轧条件下形成了边缘裂纹。