201不銹鋼邊鱗缺陷成因分析

劉毅 陸海飛 田偉光 徐佳林

摘 ? 要：針對201不銹鋼熱軋酸洗后板帶表面出現的邊鱗缺陷，利用掃描電子顯微鏡對其進行形貌及成分分析，發現缺陷位置呈臺階式結構，且氧化鉻含量高于其他位置。對現場生產數據做軋程和澆次的六西格瑪分析，發現邊鱗缺陷與連鑄澆次存在相關性。并對連鑄板坯做PT檢驗，結果表明板坯內弧皮下裂紋是導致邊鱗缺陷發生的主要原因。

關鍵詞：201不銹鋼 ?熱軋酸洗 ?邊鱗

中圖分類號：TG142.71 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（c）-0072-04

目前201不銹鋼是產量最多、市場應用最廣的奧氏體不銹鋼，201不銹鋼邊鱗缺陷是熱軋酸洗和冷軋2B板邊部出現的一種線狀缺陷[1-3]，邊鱗的存在不僅影響產品的質量，同時過高的邊鱗發生率也降低了產品效益。

本文從存在邊鱗缺陷的201不銹鋼白皮板上取樣，利用掃描電鏡觀察其形貌，利用能譜儀對缺陷部位進行掃描，結合現場工藝參數分析其形成原因，并探討201不銹鋼板邊鱗缺陷形成機理。

1 ?201不銹鋼缺陷形貌分析

缺陷樣品宏觀形貌如圖1所示，沿帶鋼軋制方向分布，邊鱗缺陷主要分布在鋼帶邊部50mm的范圍內，缺陷以線狀分布，局部有破皮現象。

從表面有邊鱗缺陷的板帶上取樣，用掃描電鏡對其表面進行微觀觀察，并用能譜儀對微區成分進行分析。

采用掃描電鏡對201不銹鋼邊鱗缺陷處進行微觀形貌觀察，如圖2所示，缺陷沿軋制方向分布，缺陷處可觀察到有折疊和翹皮狀組織，內有灰黑色物質。缺陷表面及其截面能譜分析結果如圖2、圖3所示，灰黑色物質主要為Fe、Cr、Mn的氧化物。

2 ?邊鱗發生卷統計分析

對邊鱗卷出現在酸洗卷和冷軋卷表面位置進行統計，如圖4所示，缺陷主要分布在板帶寬度方向距離邊部25～50mm的位置。

對發生邊鱗缺陷鋼卷的煉鋼連鑄工序和熱軋工序相關性進行分析：

Minitab軟件是現代質量管理統計的領先者，全球六西格瑪實施的共同語言，以無可比擬的強大功能和簡易的可視化操作深受廣大質量學者和統計專家的青睞。本文以熱軋工序和煉鋼工序作為兩個變量，驗證邊鱗缺陷產生是由生產流程中的哪個工序流程產生的缺陷，導致熱軋卷在酸洗和冷軋中產生邊鱗，所以采用minitab中一般線性模型對熱軋軋程和連鑄澆次進行雙因子方差分析，確認生產工序與邊鱗的相關性，進而對工序進行查找工藝原因。雙因子方差分析中以P值作為參考判斷值，P>0.05，此缺陷與工序無關，P<0.05，此缺陷與工序相關。

軋程P=0.076>0.05，說明邊鱗率與軋程無相關性，澆次P=0.016<0.05，說明邊鱗率與連鑄澆次具有相關性。

3 ?分析討論

PT檢驗，是指滲透劑在毛細作用下，滲入表面開口缺陷內，在去除工件表面多余的滲透劑后，通過顯象劑的毛細作用將缺陷內的滲透劑吸附到工件表面形成痕跡而顯示缺陷的存在的檢測方法。其檢測要求為：

（1）預處理工作被檢表面不得有影響滲透檢測的鐵銹和氧化皮，故對板坯邊部和窄面研磨;

（2）施加滲透劑將著色滲透液均勻噴涂于受檢工件表面。在整個滲透時間內，著色滲透液必須潤濕覆蓋全部受檢工件表面。

（3）觀察及記錄觀察顯示應在顯像劑施加后7～60min內進行。缺陷顯示的評定應在滿足標準要求光照度下進行。

板坯研磨要求：

（1）距板坯邊部100mm內進行研磨，修磨方式為一粗一精;

（2）修磨面修磨完后用壓縮空氣進行吹掃，使修磨面無修磨渣殘留;

（3）修磨板坯選用冷坯進行修磨，修磨完板坯等5h時后做PT檢驗。

從以上分析可以發現煉鋼工序連鑄坯與邊鱗發生具有相關性，故對連鑄坯做PT檢測如下（鋼坯上下表面兩邊和窄面做研磨部分）：

隨機選14塊，其中10塊進行上下表面研磨，4塊進行窄面研磨，其中3塊板坯邊部出現裂紋，其余正常。

通過PT檢測發現板坯存在皮下裂紋是此次邊鱗出現的主要原因，從機理方面分析如下：

201不銹鋼在鑄坯中存在一定深度的皮下裂紋缺陷，經過加熱爐加熱后發生一定的脫碳，并在裂紋表面形成一層比較平滑的氧化層。在軋制時裂紋靠近鑄坯邊部的一側向中心的一側滑移形成折皺。原先裂紋兩邊的氧化鉻層被壓合到一起，形成檢測到的具有兩層的氧化鉻。而在靠近軋板的某處微裂紋的存在造成在軋制過程中形成應力集中并最終導致撕裂，形成撕裂斷口[4]。

4 ?結語

（1）201不銹鋼酸洗板或冷軋板邊鱗缺陷兩側有明顯的臺階狀，邊鱗缺陷處CrO含量要明顯高于正常部位。

（2）201不銹鋼板坯皮下裂紋與邊鱗缺陷的出現有很大的關系，降低連鑄板坯皮下裂紋，是控制邊鱗發生的主要措施。

參考文獻

[1] 張彥文， 王繼輝， 張友登. 冷軋薄板表面線狀缺陷分析[J]. 中國冶金， 2009， 19（11）：27.

[2] 李巖， 李聚寶， 王建澤. 304不銹鋼冷軋板表面短線狀剝落缺陷分析[J]. 連鑄， 2015， 1（1）：57-60.

[3] 滕濤， 陳銀莉， 趙愛民， 等. 304不銹鋼冷軋薄板表面線缺陷的形貌[J]. 鋼鐵釩鈦， 2007， 28（3）.

[4] 崔慧軍，任建斌，楊超，等.節鎳奧氏體不銹鋼邊鱗缺陷分析[J].寶鋼技術，2015（2）：42-44.