钢中带状组织的影响因素及改善方法

钢中带状组织的影响因素及改善方法

带状组织是钢材内部的一种缺陷，可分为一次带状组织和二次带状组织。前者是在冶炼过程中，由于钢水凝固时产生枝晶偏析所形成的原始带状组织；后者是钢材在热加工后冷却所产生的沿轧制方向平行排列、成层状分布、形同条带的组织。

带状组织的存在使钢的组织不均匀，并严重影响钢材性能，降低钢的塑性、冲击韧性、断裂韧性和断面收缩率，造成冷弯不合、冲压废品率高；热处理时钢材容易变形、淬火开裂。其影响因素及改善方法是：

1、连铸工艺

钢材轧后出现的带状组织主要来源于连铸坯中产生的枝晶偏析，控制连铸坯的枝晶偏析和促进元素的均匀分布是减轻或消除带状组织的有效方法。从连铸工艺方面来看，扩大等轴晶区的范围和获得细小的二次枝晶能有效控制枝晶偏析。通过合理控制浇注温度并保持恒定的速度浇注能有效增大等轴晶区域；另外，采用末端电磁搅拌，利用感应磁场产生的电磁力破碎树枝晶，使其作为等轴晶核心长大，能有效控制连铸坯的中心偏析；还有，制定合理的二冷工艺，控制二冷区各段冷却水量的大小，可以控制连铸坯表面温度，使连铸坯冷却均匀，也可以得到大区域的等轴晶。

2、轧钢工艺

一次带状组织是在连铸过程中出现的，但采用合理的轧钢工艺可有效抑制二次带状组织的出现。轧钢工艺中加热制度、开轧温度、变形量、终轧温度和冷却速度等参数尤为重要。

通过铸坯加热，可对铸态组织的成分偏析起到均匀化作用，也可以降低轧制过程的变形抗力，在允许的条件下，都尽可能采用较高的加热温度，而且还要保证足够的加热时间。另外，奥氏体未再结晶区大压下量轧制法不仅对材料的带状组织减轻有利，而且还有细化晶粒的作用；同时冷却速率也是改善带状偏析的关键因素，随着冷却速度的增加，带状组织级别减轻或消除。

3、热处理工艺

通过合理的热处理能有效减轻带状组织的级别。钢在退火过程中，由于随炉冷却，使先共析铁素体析出充分，加重带状组织级别。在正火过程中，冷速较快，可以减轻带状组织。

采用等温正火工艺可有效抑制带状组织的产生，将钢材加热到Ac3或Acm以上30-50℃，保温一段时间，快速冷却到珠光体转变区的某一温度，然后进行保温使其完成铁素体和珠光体的均匀转变，随后在空气中进行冷却。另外，采用“高温固溶＋球化”工艺将钢材加热到Ac3以上160-200℃，通过较高的温度保温，得到成分均匀的单相奥氏体，之后极快冷却到马氏体的转变温度区域抑制铁素体的先析出，然后进行等温正火的处理，最终细化带状组织。

从近年来对带状组织现状的研究分析来看还应进一步深入研究带状组织的形成机理，研究成分偏析与夹杂物的种类、形貌、分布对

带状组织的影响，为后续解决带状组织缺陷提供理论依据。（来源摘编自《轧钢》2014.3）