高碳鋼線材缺陷的研究分析

摘 要：用金相顯微鏡和掃描電鏡觀察分析高碳鋼線材的凸棱缺陷，結(jié)果表明，在連鑄過(guò)程中的疏松和偏析是缺陷產(chǎn)生的原因。實(shí)踐表明當(dāng)比水量調(diào)低、應(yīng)用結(jié)晶器電磁攪拌可以消除缺陷，得到合格的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：高碳鋼線材；疏松；縮孔；電磁攪拌

1 70#線材缺陷分析

近期某鋼廠線材廠反映在用高碳鋼小方坯生產(chǎn)的線材產(chǎn)品在軋后出現(xiàn)“凸棱”缺陷，部分用戶(hù)深加工時(shí)出現(xiàn)拉絲斷裂或彈簧扭曲時(shí)斷裂。圖1中a為缺陷原始外觀形貌，b為缺陷處沿軋制方向剖面形貌，c為缺陷處橫斷面照片。由缺陷宏觀形貌分析此“凸棱”缺陷為界面不規(guī)則矩形的孔洞。

1.1 缺陷金相顯微分析

缺陷金相顯微分析如圖2所示，圖中a為100倍缺陷金相顯微照片，b為50倍缺陷金相顯微照片。缺陷處和橫斷面上的掃描電鏡分析照片如圖3和圖4所示。由缺陷金相顯微照片以及掃描電鏡分析可知，在缺陷位置處和遠(yuǎn)離缺陷處的金相顯微組織基本一致，可以說(shuō)明沒(méi)有大的成分偏析及大顆粒夾雜。

1.2 低倍檢驗(yàn)

編號(hào)1～5分別為鑄機(jī)1～5流鑄坯試樣，低倍評(píng)級(jí)圖如表1所示，其中3#和5#試樣的低倍照片如圖5所示。

通過(guò)以上分析，我們可知道導(dǎo)致70#線材產(chǎn)生軋后“凸棱”缺陷的原因即為連鑄過(guò)程中產(chǎn)生的中心縮孔未被軋合，中心縮孔級(jí)別偏高，是這次缺陷的主要原因。

2 改善中心縮孔的方法

對(duì)于縮孔的形成機(jī)理一般存在兩種觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為[1]，鑄坯在凝固過(guò)程中過(guò)于發(fā)達(dá)的柱狀晶產(chǎn)生“搭橋”，“橋”下的液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔鄷r(shí)的體積收縮以及鑄坯本身向外傳熱使得鑄坯中心凝固部位繼續(xù)冷卻產(chǎn)生的體積收縮不能被鋼液補(bǔ)充所引起；……