熱軋含鈦低合金高強鋼板斷口分層機理研究

董欣欣， 楊麗*， 唐勤， 張麗穎， 楊建輝

（1.唐山科技職業技術學院， 河北 唐山 063001； 2.首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司， 河北 唐山 063205）

斷口出現分層現象是熱軋鋼板拉伸變形過程中常見的缺陷之一。斷口分層不僅惡化塑性指標，還增加隱形開裂風險[1]。一般認為鑄坯宏觀偏析、顯微組織帶狀、厚度方向上混晶會導致拉伸分層開裂。有研究認為，鋼中雜質元素S、P及夾雜物在鋼水凝固過程中逐漸向末端推移，并沿鑄坯厚度中心線偏聚是造成鋼板分層開裂的主要因素[2-3]。此外，FeS、MnS產生的熱裂紋也同樣增加了分層開裂風險[4-5]。鐵素體＞珠光體＞貝氏體＞馬氏體的塑性依次降低，鋼板厚度方向上顯微組織的差異和各相變形能力差異也會增加分層開裂風險[6]。再結晶不充分導致的混晶降低了變形過程中晶界協調性，也可能導致分層開裂。

微合金細晶強化不僅可以提高鋼材強度，由于變形過程中晶界的協調作用，使裂紋的萌生和擴展受到抑制，還能有效改善塑性[7-8]。基于上述理論，向鋼中添加一定量Nb、Ti可顯著提高綜合力學性能[9-11]。但是，添加微合金后所形成的第二相粒子質硬而脆，在基體變形過程中因應力集中，容易在尖端形成裂紋源，或因粒子破碎而直接產生裂紋，增加脆性斷裂的風險[12-13]。目前關于成分偏析、組織均勻性對塑性影響的研究較多，而關于夾雜物、尤其是韌性、脆性混生的復合夾雜物對塑性以及斷裂行為影響的機理研究還相對較少。

本課題以690 MPa級低合金高強鋼為主要研究對象，通過斷口觀察、顯微組織分析，系統研究了復合夾雜物對塑性指標伸長率、斷口分層的影響。……