S355J2+N探傷不合分析

張爾康

（濟南鋼鐵集團有限公司，山東 濟南 250100）

0 前言

某廠在生產40mm 規格的歐標S355J2+N 鋼板過程中，出現部分探傷不合，探傷等級為美標ASTM A578 LEVEL B。為提高鋼板探傷合格率，采用生產工藝追溯、夾雜物、金相顯微組織等手段對正火狀態的S355J2+N 探傷不合進行分析，并提出了改進措施。

1 生產工藝分析

厚規格S355J2+N 生產工藝為：KR→轉爐冶煉→CAS→LF→VD→連鑄→板坯加熱→軋制→矯直→正火→切割→標記→檢驗→入庫。對鋼板生產工藝過程進行追溯分析：

1.1 冶煉工藝流程

1.1.1 鐵水條件

對于有探傷要求的鋼種，某廠內控要求冶煉用鐵水中磷、硫分別不大于0.12%和0.06%。經查詢探傷不合的S355J2+N 爐號冶煉所用鐵水，其磷含量為0.106%、硫含量為0.0044%，均符合要求。

1.1.2 CAS、LF、VD 工序

探傷不合爐號的CAS 吹氬時間11min、VD 保壓時間15’22min，VD 軟吹時間12min。CAS 和VD 吹氬時間較長，保證夾雜物上浮，VD保真空時間也較為合理。但因定氫儀損壞，冶煉過程中氫含量無法測定。

1.1.3 連鑄工序

經查詢探傷不合爐號的中包溫度1523-1525℃，過熱度11～13℃；拉速0.8m/min 恒速，處于較為合理的范圍內。

1.1.4 鑄坯低倍質量經查詢探傷不合爐號生產時鑄機的低倍質量：中心偏析C 類0.5、中心疏松0.5 級，無中間裂紋，處于較為合理的范圍內。

1.1.5 熔煉成分

探傷不合爐號的熔煉成分為：C 含量0.17%，Si 含量0.29%，Mn 含量1.49%，P 含量0.021%，S 含量0.011%，五大元素及其余元素含量均符合標準要求，但S 含量相對而言偏高。

1.2 軋制工藝流程

1.2.1 加熱時間

探傷不合鋼板的加熱爐均熱溫度為1240℃，加熱時間5h08min，無明顯異常。

1.2.2 軋制工藝

重點查詢了探傷不合鋼板的精軋工藝參數，精軋開軋溫度控制在902℃，終軋溫度控制在857℃，處于內控要求范圍內，無明顯異常。

2 金相分析

根據超聲波探傷的波形，缺陷存在于鋼板厚度1/2 處及1/4 處。

在鋼板的在1/2 處及1/4 處分別取樣金相分析，有缺陷部位和無缺陷部位均取樣觀察。

對鋼板厚度1/2 處進行觀察，超聲波探傷顯示有缺陷部位存在2.0mm 長的微裂紋，無缺陷的厚度1/2 處部位則無微裂紋。

對鋼板厚度1/4 處存在的缺陷進行金相觀察，鋼板厚度1/4 處探傷有缺陷部位存在超大型B 類夾雜物，觀察到的夾雜物最大長度達到了1.6mm。而合格部位的1/4 厚度處雖然也存在B 類夾雜物，但觀察到的B 類夾雜物最大長度只有0.3mm。

3 結論及改進措施

3.1 分析及結論

缺陷位于鋼板邊部一側，為條帶狀的小缺陷，從鋼板的頭部到尾部都有，根據超聲波探傷的波形，缺陷存在于鋼板厚度1/2 處及1/4處。一般認為鋼板中心偏析對探傷不合影響較大，中心偏析嚴重的，可造成中心組織延伸率低或者硬度偏高，使鑄坯中心的原始缺陷在軋制過程中無法得到補救而在成品中暴露出來，導致最終產品探傷不合。中心偏析較輕的，可以通過后續的正火熱處理工藝進行改善，從而提高探傷合格率。但本次S355J2+N 鋼板正火前探傷及正火后探傷結果差別不大，初步排除偏析對探傷不合的影響。

通過上述分析及金相分析，鋼板中存在的微裂紋是探傷不合的主要原因，夾雜物也存在一定影響。

3.2 改進措施

3.2.1 采用CAS+LF+VD/RH 工藝，保證足夠的軟吹時間，純凈鋼質，盡量減少夾雜物，提高鋼板內部質量，強化真空處理的脫H 效果監控，確保中間包鋼水中H 含量控制在1.5ppm 以下；

3.2.2 嚴格控制原料質量，煉鋼的原輔料應保持干燥，減少原材物料不穩定帶來的工藝波動；

3.2.3 加強煉鋼工藝控制，嚴格控制過程增氮；

3.2.4 選用適當保護渣，穩定連鑄工藝，適當減小二冷配水量，提高拉速，提高鑄坯矯直溫度，同時保證鑄機狀態和噴嘴霧化良好，鑄坯不過冷、不反復回溫；

3.2.5 盡可能采用恒速澆注，減少結晶器液面波動，優化生產組織，避免鑄機等鋼水等造成的低拉速；

3.2.6 連鑄坯執行48 小時堆垛緩冷，防止鑄坯內部出現裂紋；鋼板在軋制完成后、正火之前，也執行堆垛緩冷48 小時，防止鋼板內部微裂紋的產生。

4 實施效果

通過采取優化冶煉、連鑄工藝，結合潔凈鋼生產模式，同時嚴格執行鑄坯及鋼板的緩冷制度，S355J2+N 探傷合格率由之前的89%提高至99%，效果顯著。

［1］張潤生.S355J2 鋼板探傷不合原因分析及改進措施[J].寬厚板，2014（1）.

［2］趙慶宇.Q345D 鋼板探傷不合的原因分析及改進措施[J].寬厚板，2010（5）.

［3］田世永，鄭香增，劉熙章.中厚板探傷不合的原因分析及改進措施[J].寬厚板，2010（5）.