裂紋是棒材產(chǎn)品中常見的缺陷,引起裂紋缺陷的原因很多,最主要是有四種:棒材基體內(nèi)存在大量非金屬夾雜物、表面脫碳、帶狀組織和硫化物夾雜。
1、夾雜物
棒材的裂紋處夾雜物主要為中間包耐火材料、硅鋁酸鹽及結晶器保護渣等復合夾雜。
措施:通過控制中間包內(nèi)鋼水過熱度,優(yōu)化吹氬工藝;采用保護澆注防止二次氧化、采用爐外精煉技術;防止中間包水口堵塞,減小結晶器液位的劇烈波動;嚴格保證澆鑄制度,盡量避免敞澆,確保澆鑄過程溫度和拉速的穩(wěn)定。
2、脫碳
鋼中由脫碳引起的裂紋很容易發(fā)生在高碳及高錳鋼中,熱軋引起的脫碳帶到后續(xù)工藝中很容易引起缺陷,奧氏體高碳高錳鋼脫碳以后,表層組織變得不均勻。
措施:降低鋼的加熱溫度以及在高溫狀態(tài)下停留的時間;必要時在加熱爐中添加保護氣體,防止鋼坯的氧化;在爐體內(nèi)加木炭,降低爐內(nèi)O2和H2O的含量,減少脫碳;在鋼坯表面涂一層防氧化材料,可有效避免脫碳。
3、帶狀組織
帶狀組織屬于鋼材內(nèi)部缺陷,帶狀組織是由于合金元素的偏析形成的,常常在熱軋低碳鋼顯微組織中出現(xiàn),沿軋制方向平行排列,一條鐵素體晶粒帶與珠光體晶粒帶相間分布。
措施:優(yōu)化煉鋼、連鑄工藝,避免鑄坯內(nèi)枝晶偏析的產(chǎn)生。在連鑄過程中可通過控制鋼水過熱度,適當降低澆鑄溫度;采用電磁攪拌打碎樹枝晶,擴大等軸晶區(qū);控制二冷區(qū)水量,水量不易過大,減小柱狀晶區(qū)寬度;優(yōu)化拉坯速度等措施,從坯料的源頭避免帶狀組織的出現(xiàn)。
4、硫化物
通常會在裂縫處觀察到一些球狀夾雜物,硫化物與鋼基體結合力較弱,當出現(xiàn)應力集中時,容易與基體分離產(chǎn)生裂紋源。
措施:優(yōu)化脫硫手段,在變質(zhì)劑當中添加適量的鈦和鈣,使硫含量降低及硫化物尺寸減小;優(yōu)化連鑄工藝,抑制硫偏析,使鋼的性能更穩(wěn)定;煉鋼過程當中,在不斷攪拌的同時保證充足的吹氬時間,使得夾雜物上浮。