厚度为4~20mm的钢板称为中厚板,厚度20~50mm的钢板称为厚板,厚度超过50mm的钢板称为特厚板。中厚板的主要应用领域包括工程机械、造船、集装箱、管线、汽车大梁以及容器等,是国家工业化不可缺少的钢材品种。但是,很多钢铁企业在生产中厚板的过程中遇到了钢板伸长率合格率偏低的问题,影响了钢板质量。为了提高钢板的质量,从现场生产的30mm厚钢板取样,分析了三种不良组织损害伸长率的原因。
工艺优化前钢板的横向伸长率的合格率约为80%。钢板的化学成分如表1所示。
首先从不合格的钢板上切取试样,并标记轧制方向,随后对试样进行夹杂物检验和金相检验,并采用扫描电镜对不合格的拉伸断口进行观察。
试样纵截面夹杂物中既存在脆性的氧化物和硅酸盐,也存在延展性很好的硫化物,硫化物沿轧制方向延伸。试样纵截面经抛光腐蚀后,观察到其中存在的带状组织。试样的基体组织为铁素体和珠光体组织,裂纹附近为马氏体和贝氏体组织,在试样的中心部位存在裂纹。部分试样的横截面经过抛光后腐蚀,发现魏氏组织。
断口的宏观形貌和SEM形貌图中显示,不合格试样的拉伸断口呈现脆性断口。利用扫描电镜对拉伸断口进行观察可见,断口呈现明显的解理形貌。
由此可见,钢板中的脆硬组织和其中包含的硫化锰,以及不良组织是导致钢板横向延伸率不合格的主要原因。所以,尽量降低钢中的硫含量,减轻铸坯凝固过程中宏观中心偏析以及锰元素的枝晶偏析,适当降低加热温度,增大粗轧道次压下量,细化相变前奥氏体晶粒尺寸等工艺制度是提高钢板横向伸长率的有效措施。实践证明,采用优化后的工艺制度,钢板的横向伸长率得到了大幅的提高。