SWRH82B 盤條表面缺陷淺析

位 楓，馬曉妹，邱香花，馬曉旭

（新余鋼鐵集團有限公司，江西 新余 338001）

82B 是含碳量為0.82%的高碳盤條用鋼，B 代表等級，普遍用于高層建筑、橋梁、水利修建等重點工程，這就要求盤條必須有一個穩定的化學成分、良好的金相組織以及優秀的力學性能。我們公司生產的主要是規格為12.5 的盤條，檢測項目包括拉力試驗、金相檢測等。進行拉力試驗時，某些批次的盤條會出現異常拉斷，導致無法進一步加工，此時往往說明盤條存在表面缺陷，因為表面缺陷會降低力學性能中的斷面收縮率等塑性指標。送往金相進行微觀檢測，表面缺陷在金相檢測中也會有直觀的體現，比如盤條邊緣出現邊裂或折疊。去年線材廠組織了大批量82B 盤條生產，送金相檢驗后發現較大批次出現邊裂、折疊、等缺陷，現就此情況進行淺要分析[1]。

1 化學成分、力學性能和金相組織要求

化學組成成分分析見表1。

表1 82B 盤條的化學成分要求 w/%

1.1 力學性能

直徑為8.0mm ～13.0mm時，抗拉強度為1060MPa ～1200MPa，斷面收縮率不小于25%。

1.2 金相組織

82B組織主要是索氏體或索氏體加珠光體及少量鐵素體，不應該出現心部馬氏體島、晶界滲碳體及其它對性能有害的組織。

2 裂紋情況統計

查連續88批有18批金相表層裂紋（占比21%），具體情況見表1。

3 表面缺陷分析

表面缺陷類型及危害。此次盤條質量缺陷主要是邊裂和折疊（圖1、圖2）。

圖1 邊裂

圖2 折疊

據相關研究表明，鋼坯問題和軋制工藝本身的問題都可能產生折疊，如果要具體區別，可通過對折疊的宏觀形態和微觀組織形態分別進行分析。因為盤條的表面缺陷通常被氧化鐵皮所覆蓋，不好觀察，我們特地對其進行熱酸處理，得到更加直觀的試樣標本。（圖3）。

圖3 酸浸低倍處理后試樣

試樣表面線狀缺陷為裂紋，裂紋由表斜向深入鋼基呈角度分布，裂紋內嵌氧化鐵，角度小于45°定性為折疊，大于45°為邊裂，缺陷周圍有明顯脫碳現象，見圖1、圖2。

①折疊。折疊是一種金屬重疊現象，裂紋沿盤條表面以小于45°角的角度呈曲線或圓弧形分布，一般在局部，也有連續分布，常見形態見圖2。通過金相檢驗可以看出，缺陷部位有脫碳，基體未見明顯脫碳。②邊裂。盤條邊緣出現凹陷、裂紋等，形成向內縱伸的裂口缺陷稱作邊裂。常垂直于邊部向內部縱深延展，常見形態見圖1。由金相顯微鏡觀察得知，邊裂部位脫碳明顯，裂紋內有氧化鐵皮存在[2]。

（2）盤條的表面缺陷危害很大，容易使盤條在后續應用或加工過程中產生脆斷。盤條表面存在折疊、邊裂等表面缺陷時，隨著拉拔次數的增加，應力集中在鋼絲的一側或兩側，形成橫裂紋，當橫裂紋較大時會造成拉拔斷絲，橫裂紋產生的斷口一般呈撕裂狀，邊緣不整齊。橫裂紋不僅對拉拔造成影響，還會在鋼絞線的捻制及預張拉過程中發生斷裂[3]。

4 查鑄坯

（1）成品出現批量金相裂紋的同批鑄坯通過修模，角部及振痕深處均未發現裂紋。

（2）頭坯角部及振痕深處均未有裂紋。

（3）從6 根頭坯低倍情況可以看出，頭坯基本都有中心疏松情況，且第1、3、4、5 流都有內裂紋。連澆爐次的低倍也有中心疏松情況，見圖4。

表2 82B 盤條樣品表層檢測結果

圖4 頭坯低倍

5 表面缺陷產生的主要原因

（1）連鑄坯存在皮下氣泡或針孔狀氣泡，在加熱過程中表面金屬氧化導致氣泡暴露。

（2）由于軋制工藝操作不當，導衛或軋機夾板質量不佳，軋件部分過充滿產生耳子，會形成折疊，有可能在軋件的表面劃出很深的傷痕。這種疤痕會導致軋后的劃痕部分被壓進軋件的內部，形成折疊；吊裝及轉運過程中由于操作不當，在盤條表面造成劃傷[4]。

（3）脫氧不良、澆注異常。

（4）在板坯表面和邊緣裂紋在加熱細縱裂紋和軋制工藝的不斷擴大；鋼坯內在缺陷、加熱溫度偏高或者加熱不均勻。

（5）連鑄邊部存在角部裂紋等缺陷，角部裂紋和氣孔在軋制過程中因不能焊和而產生邊裂。軋制過程中無法融合導致表面裂紋。

6 表面缺陷的預防措施

（1）從連鑄坯的表面質量開始注意，防止盤條表面微裂紋的產生；對連鑄坯做表面探傷，發現缺陷要及時清理；采取合理的鋼坯加熱溫度，防止鑄坯出現表面裂紋、中間裂紋、中心疏松和縮孔；控制因卷渣引起的大型夾雜。

（2）查看軋輥，防止粗軋機中氧化鐵皮堆積過多；吊裝轉運時精心操作，避免硬劃傷。

（3）檢查導衛孔型和對中性設計是否合理。每次軋機停機后要檢查是否有某個導衛位置偏離，導衛中有無氧化鐵皮堆積。軋件尺寸是否正確。

（4）檢查坯料出爐溫度，溫度不均勻也可使軋件間斷性過充滿。

7 結論

（1）因鑄坯檢測未發現有表面裂紋，成品金相典型裂紋應非鑄坯裂紋引起。

（2）成品金相裂紋較深，裂紋兩邊有脫碳，經掃描電鏡分析裂紋處有較多氧化鐵和其它夾雜物，這類裂紋可能是由于鑄坯表層嚴重夾雜（因非穩定澆注引起）造成的。

（3）鑄坯低倍檢測有內裂情況，如內裂未被軋合，會引起成品的內裂紋；成品金相內裂紋很可能就是由于鑄坯的內裂造成。

（4）金相裂紋靠近表沿圓周方向較長（非典型），裂縫較寬，肉眼可見，靠近心部單邊脫碳，裂縫及周邊有較多氧化鐵夾雜物，此類缺陷可能是軋制折疊造成的[5]。

（5）控制原材料的關鍵是控制其本身缺陷，其中就包括非金屬夾雜物、邊裂和折疊等。目前的冶金水平已經可以使鋼中的潔凈度達到較好的水平，但鋼中仍然存在一定量的大夾雜物，而邊裂和折疊也是從各道工序都有可能產生。所以應該嚴格把控每道工序的質量，力求達到最好的狀態，進而提高鋼產品的質量。