几种典型中厚板材外观缺陷的种类、形态及成因

1、第5期崔风平等：几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? #?几种典型中厚板材外观缺陷的种类、形态及成因崔风平房轲唐愈于秀琴路义山(济南钢铁集团总公司)摘 要本文以济钢长期生产经验的积累和研究为基础，通过大量的实物取证和系统分析，结合近年来钢种数量增多和生产方式多样化岀现的新问题，参照热轧钢板有关标准和技术条件中相关的定义和描述，以钢板表面缺陷发生的实际形态和特征相为依据，对几种典型的钢板表面缺陷进行了科学的分类，介绍了这几类缺陷的形态、特征、成因和影响。它对中厚板厂的技术人员和质检部门进行钢板表面质量的分析、判定和缺陷的消除具有重要的参考价值。关键词 外观缺陷 形态特征 科学分类 质量

2、判定验恐.山I、电The Var ieties, Form sand Causes of Typ icalSurface D efects on M ed ium Steel PlateCu i Fengp ing, Fang Ke, Tang Yu , Yu X iuqin and L u Yishan(J inan Iron and Steel Group Co rp.)AbstractBased on the long term producti on experience and research , by collecting a great amoun t ofactual p r

3、oduct evidences and system atically analyzing , com bin ing w ith the new p rob lem s occu rred w ith increased num bers of steel grades and diversificati on of p roducti on modes , referring to the relevan t defin iti on and descri ption in the standards and specificati on s fo r hot rolled steel p

4、 late , the article scientifically classifies several typ ical surface defects on steel p late according to the actual fo rm s and characteristics of surface defects on steel p late and p resen ts the fo rm s, characteristics , cau ses and effects of these types of defects, w h ich is of sign ifican

5、 t value to the techn ical personnel and quality contro l departm ent fo r reference to analyze, judge the p late surface quality and elim inate defects.Keywords Su rface D efects, Fo rm s and characteristics , Scien tific classificati on, Q uality judgm ent第5期崔风平等：几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? #?第5期崔风平等：

6、几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? 18?1 前言中厚板材是重要的钢材品种之一，随着中厚板品种的增多、应用领域和范围的扩大，用户在注 重钢板性能的同时，也更加关注钢板的外观质量。在很大程度上，钢板外观质量对用户的使用有着 重要的影响。外观质量是中厚板的主要质量指标之一，对中厚板的生产和使用均有重要影响，因而受到生产厂和用户的高度重视。随着专用板、品种板需求 量增加，不仅对钢板内在的性能提出严格的要求 ， 也对钢板的外观质量提出了更高的要求 ，可以说， 没有优良外观质量的钢板是不被用户认可的 。因 此,生产过程中在保证性能的同时，必须加强对钢心 I 94-20China Aeiidc

7、mic Joun iai Elcctrmiic Pu-板表面质量影响的检验，完成对钢板外观质量影 响因素的科学分析和缺陷的准确判定。2钢板缺陷样品的分类钢板缺陷的分类是一项严谨细致的工作，既要尊重传统的分类方法、又要符合有关标准已有 的定义、还要反映出钢种数量增多和生产方式多 样化后新缺陷的产生和形态的变化。因此,缺陷分类应着重以热轧钢板有关技术标准和技术条件中 相关的定义和描述为依据，同时结合近年来钢种 数量增多和生产方式多样化后，缺陷发生的实际 形态和特征相对应进行制定和描述。按照上述原则，首先将采集和收集到各类缺 陷样品按照形态、特征进行初步的分类，尽可能将 g HiMiser. All

8、 rights reservehllp:?.,，wVT*各类缺陷的名称与中厚板多年来的检验判定习惯 相统一，基本上按其在生产流程中出现的顺序进 行排列，然后对缺陷样品的不同形态进行描述然而，有些缺陷的分类还不能完全从其表征板边部切不净缺陷（见图1a）与钢板分层缺陷（见 图1b）、麻点缺陷（见图1c）与氧化铁皮压入缺陷 （见图1d）,现场判定存在着模糊的认识，经常混淆。因此，有时需借助科学的分析方法，形成统一第5期崔风平等：几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? #?和形态来简单确定，需要作进一步的解剖和分析， 按照其产生的原因、分析的结论进行划分，例如钢 的认识后，才能具体把握和区分第

9、5期崔风平等：几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? #?第5期崔风平等：几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? #?图1钢板缺陷样品分类第5期崔风平等：几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? 19?3缺陷分析用样的制备与分析进行缺陷分析用样制备时，首先要确定轧制 方向，以轧制方向为轴线，根据缺陷在样品上所表 现的形态，选择解剖位置进行标注和图示，由加工人员按照图示要求完成分析样品的制备。制备后 的样品首先要全部进行金相显微镜的观测 ，明确 缺陷沿钢板长度、宽度、厚度三维方向的分布状况 （见图2），拍摄缺陷周边的组织形态，初步确定缺陷的形成是铸坯质量问题、还是轧制问题、

10、或者是 两者共同造成的。对异常组织或夹杂物的进一步 分析和界定，则采用扫描电镜进行高倍率的组织 观测或用探针进行缺陷边缘及裂隙内组织构成物 各元素量的多点标定，并结合化合物的组成方式， 完成各元素原子量向化合物的推算，由此，准确描图2钢板缺陷分析制备用样金相显微观测分布状况& 994-20D7 China Academic Journal ElcctrcHiic Publishing House. All rights reserved. hUpFSki-rict述缺陷的构成，科学界定缺陷产生的原因。第5期崔风平等：几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? #?4几种典型缺陷的特征、成因

11、和影响4 1麻点特征：在钢板表面形成局部或连续的成片粗 糙面,分布着大小不一、形状各异的铁氧化物，脱 落后呈现出深浅不同、形状各异的小凹坑或凹痕， 实例见图3。 1994-2007 China Academic Jaumal EleLronic Publishing House. All righls reserved.hUp油WkLnet第5期崔风平等：几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? #? 1994-2007 China Academic Jaumal EleLronic Publishing House. All righls reserved.hUp油WkLnet第5期崔

12、风平等：几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? #?图3钢板的麻点实例 1994-2007 China Academic Jaumal EleLronic Publishing House. All righls reserved.hUp油WkLnet第5期崔风平等：几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? 22?成因：由于钢坯加热后表面生成过厚的氧化 铁皮（钢坯加热时有部分区域有过热现象）在轧制 之前没有得到清理或清理不彻底，在轧制中氧化铁皮呈片状或块状等形态压入钢板本体,轧后氧化铁皮冷却收缩，受到震动时脱落，在钢板表面留 下大小不一、形状各异、深浅不同的小凹坑或凹 痕。此外，

13、煤气中的焦油喷射或燃烧的气体腐蚀 ， 也会形成焦油麻点或气体腐蚀麻点 。影响:对钢板表面质量的影响程度取决于麻 点在钢板表面形成的凹坑或凹痕的深度及钢板对 表面质量要求的严格程度。通常情况下，经过修磨 清理后，其深度不超过相应标准规定者不影响使 用。4 2黑色夹杂成因：这种夹杂是由于大包和中包包衬浸蚀-脱落；连铸浇注速度过快，捞渣不及时，造成保护 渣随卷入钢液等原因产生的。上述因素导致结晶 器内形成渣钢混合物，轧制后在钢板表面产生团 块嵌入式延展开裂。影响：缺陷的深度较深，有的超过钢板的厚度 之半，甚至贯穿，多数情况下造成钢板判废。4 3纵裂纹特征:在钢板表面有嵌入钢板本体内较深，呈现为块状，

14、周边呈开放性的黑色非金属和金属混合物质。该种夹杂单体面积较大、个体之间呈条状图4钢板黑色夹杂实例板危害性很大，实例见图5。图5钢板纵裂实例特征:纵裂纹一般有两种形式，一种是成片状 出现的沿轧制方向裂开的小裂口 ；另一种是有一 定宽度的粗黑线状裂纹。纵裂纹主要出现在碳素 结构钢板表面上，有时也少量出现在低合金类钢 板表面，板厚大于20 mm的钢板出现纵裂纹的几 率比较大。纵裂纹破坏了钢板的横向连续性 ，对钢成因：1）纵裂纹主要是由于钢坯在凝固过程 中坯壳厚度不均，当作用在坯壳的拉应力超过钢 的允许强度，在坯壳薄弱处产生应力集中而导致 断裂，出结晶器后在二冷区扩展形成纵向裂纹，在纵向轧制中沿钢板轧

15、制方向扩展并开裂；2）如果钢板出现多道贯穿轧制方向的裂纹，则有可能是较严重的钢坯横裂在钢坯横向轧制时扩展和开裂 形成的；3）钢中大量气泡的存在，在加热及轧制 过程中形成沿受力方向延伸的小裂纹，并进一步扩展导致开裂。影响:视裂纹的长度、深度、数量、分布情况而 定。通常情况下，导致钢板判废的可能性很高。4 4横裂纹特征:裂纹与钢板的轧制方向呈 30 90夹 角，呈不规则的条状或线状等形态 ，分布的位置、 数量、状态、大小各异，具有一定深度和长度，破坏 钢板纵向连续性，实例见图6。图6钢板横裂实例成因:主要是由于钢坯振痕较深，造成振痕底 部有微裂纹或坚壳带较薄；钢中的A I、N含量较高，促使A IN

16、质点沿奥氏体晶界析出，诱发横裂纹；钢坯在脆性温度700- 900 c矫直；二次冷却强度过高导致的钢坯横裂纹在轧制中扩展和开 裂；不明显的钢坯纵向裂纹在钢坯横向轧制时扩 展和开裂。影响:横裂纹在钢板表面表现形态较多，深度 通常在0 51 5 mm，个别严重的可达到钢板厚 度的1 4 1 3,造成钢板判废的倾向性较高。4. 5龟裂特征:钢板表面呈龟背状（网状）裂纹，一般长 度较短，多呈弧型、人字型，方向各异。多产生在含 碳量较高或合金含量较高、合金数量较多的钢板图7钢板龟裂实例成因：1）钢坯在较低温度进行火焰清理时，表面温度骤然升高引起热应力或在清理后的冷却过 程中产生组织应力，使钢坯表面轻微炸裂

17、；2）钢坯 加热温度或加热速度控制不当，造成钢坯局部过 热（通常为钢坯的下加热面 ），过热部分出现一定 深度的脱碳层，降低了钢的塑性，在轧制中由于表 面延伸产生龟裂；3）钢坯表面的网状裂纹或星形 裂纹在轧制中扩展和开裂。影响：从其产生的原因来说，钢板的表面存在 着一定的脱碳层，有时也伴随或衍生出其他形态 的裂纹。就深度而言，基本都超过钢板的厚度公差 之半，因此判废的可能性较高。4 6气泡特征:在钢板表面出现无规律分布的、或大或 小的鼓包，外形比较圆滑。气泡开裂后，裂口呈不 规则的缝隙或孔隙，裂口周边有明显胀裂产生的 不规则“犬齿”，裂口的末梢有清晰的线状塌陷，裂 口内部有肉眼可见的富集夹杂物，

18、实例见图&图8钢板气泡实例成因：气泡缺陷的成因有两类。一类是钢坯皮 F夹杂引起的，它主要与中间包水口对中不良或 1994-2007 China Academic Jaumal EleLronic Publishing House. All righls reserved.hUp油WkLnet第5期崔风平等：几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? #?表面，在钢板垛放期间有时会发生裂纹扩展，导致保护渣质量有关，保护渣卷入钢水后产生的含有 1994-2007 China Academic Jaumal EleLronic Publishing House. All righls reser

19、ved.hUp油WkLnet第5期崔风平等：几种典型中厚板材外观缺陷的种类 、形态及成因? #?钢板判废，实例见图7。非金属夹杂的气囊，在轧制时，气体体积缩小，压 1994-2007 China Academic Jaumal EleLronic Publishing House. All righls reserved.hUp油WkLnet? 24?宽厚板第12卷力增大而产生鼓泡并呈现在钢板局部表面上，此类缺陷表面处呈青色。另一类是钢中气体引起的， 连铸时由于拉速较快，钢坯内部的气体没有充分 时间溢出，留在钢坯内部形成气泡，在轧制时气泡 扩展,导致金属局部难以焊合，当气泡内压力足够 大时将在

20、钢板表面鼓起形成鼓包。影响：使钢板一处或多处甚至大面积出现闭 合或开裂的气隙及腔隙，通常情况下都造成钢板 的判废。4. 7结疤特征:钢板表面呈现为舌状、块状或鱼鳞状压 入或翘起薄片的金属片：一种是与钢的本体相连 结，折合到表面上不易脱落，另一种与钢的本体无 连结，但粘合到表面，易于脱落。结疤大小不一、深 浅不等，结疤下常附着较多的氧化铁皮或夹杂物，实例见图9。图9钢板结疤实例成因：钢坯在热态下表面粘结有外来的金属 物，如钢坯热切割时火焰切割渣铁的粘结，在辊道上输送时辊道表面粘附物(金属或金属氧化物)的 压入，加热时滑轨表面粘附物的压入 、加热炉底处 堆积过厚的氧化渣铁的粘附，在轧制过程中压入 钢板表面。影响:结疤在钢板上的分布较为分散 ，通常数 量较少、面积有小有大，但修磨后凹痕的深度大都 超过钢板的负公差之半，对钢板判定有一定的影 响。4 8网纹特征:钢板表面呈现龟背状或网状形态的凸 起纹络，实例见图10。成因：轧制过程中，由于工作辊冷却水不合 理、换辊周期较长、轧制时“卡钢”造成“烧辊”、轧 辊制造的质量与轧辊材质选用问题等原因，在轧辊表面出现一条或多条连续或局部的龟背状或其他形态的网状裂纹，有时因轧辊质量问题产生的 轧辊表面裂纹可布满整个辊面 。这些裂纹，在轧制 中压刻在钢板表面，从而形成凸起的纹络。34 9 6 7