钢板缺陷分析

厚钢板内部缺陷分析

厚钢板容易产生以下两种缺陷:

(一) 钢板中间内部的点状密集缺陷

整张钢板从头至尾或板长的1/2以上都为点状密集缺陷,连续不断,缺陷波高多在30%～80%之间,缺陷为单层或多层,缺陷深度约位于板厚1/2处,对底波影响2～8dB。

(二) 钢板尾部的分层或面积缺陷

钢板尾部部分区域(板长的1/4～1/6)有一处或多处分层或面积缺陷,缺陷波在80%以上,缺陷对底波影响多数为4～6dB,少数达10～18dB。

钢锭帽口线附近特别容易产生点状密集缺陷, 点状密集缺陷部位的中心疏松比较严重. 在对钢板进行轧制时,钢锭中大颗粒夹杂物被破碎而形成细小的弥散状的缺陷,这种情况的出现,容易造成探伤不合格。整炉钢液的洁净度出现了问题,很容易造成同炉钢水多支钢锭出现同类情况,影响钢板超声波探伤合格率的提高。

此次发现的缺陷基本判定为: 内部的点状密集缺陷,微观情况如下图:

点状密集缺陷在UT屏上显示为:

检测原理 缺陷波形

缺陷波形 缺陷波形

参考上图,根据EEN10160-1999标准,以下几种情况,可以判断缺陷是否超标:

1)缺陷直接超过屏幕上的红线(DGS曲线), 这个曲线是以Ф11mm的平底孔当量标准

作为参考,绘制出来的.

2)缺陷没有超过红线,但已经引起了底波的降低,首先把底波升到正常的高度,看看

缺陷波是否超过这个红线,如果超过,则缺陷超过标准要求.

3)没有发现缺陷波,但是底波已经严重衰减,通常底波的降低超过了6dB,我们也判

定此处不合格.如果钢板中有大面积的倾斜缺陷,就会出现这种情况.

(三) 镇静钢钢锭凝固结构的形成机理及与探伤缺陷的关系

根据中国国内某大钢厂对钢锭—钢板超声波探伤不合格的统计数据,点状密集

缺陷约占探伤不合缺陷总量的80%左右,其余为尾部的分层或面积缺陷,这与钢锭的

凝固结构和机理有着密切关系。

这批钢板属于镇静钢,镇静钢为完全脱氧的钢。通常注成上大下小带保温帽的锭型，浇注时钢液镇静不沸腾。由于锭模上部有保温帽（在钢液凝固时作补充钢液用），这节帽头在轧制开坯后需切除，故钢的收缩率低，但组织致密，偏析小，质量均匀。优质钢和合金钢一般都是镇静钢。

成分过冷理论较好地解释了镇静钢钢锭凝固结构的形成机理。即在钢锭凝固过程中,随着柱状晶的不断生长,凝固层变厚,散热强度逐渐减小,两相区(液.固区)宽

度不断扩大。由于结晶速度减慢,杂质不断向凝固前沿浓集,于是凝固前沿的固液两相区形成了一个杂质浓集区,使该区的液相熔点降低,过冷度减小。但在浓集区前面的区域,杂质含量偏低,液相的熔点高于实际温度,从而出现了成分过冷区,结晶首先在这里进行。由于V型偏析存在于锭心粗大等轴晶区,其纵向范围从锭高1/3 (从底部算起)至保温帽。它是最后凝固钢液所形成的硫、磷、碳等的正偏析,在钢板断面上表现为中心偏析,通常与中心疏松伴生。对应于钢板的探伤情况,通常表现为点状密集缺陷。而在钢锭尾部,最先进入锭模的钢液由于模壁吸热较快,迅速形成粘稠层,钢水快速凝固,钢液中的夹杂物(多为外来夹杂物)来不及上浮而被凝固壳的树枝晶捕获,成为大型夹杂物。在钢水过热度较低时,补缩不好,易形成小缩孔,轧制后表现为

分层缺陷.如果钢板内部出现分层缺陷波形,如下图所示:

如果是分层缺陷, 则在一次底波前,只出现一个波.

对于不合格的三张钢板,问题主要是钢锭中存在疏松状非金属颗粒杂质.检测时会出现杂乱无章的波,且波形此起彼伏.

解决办法: 对于冒口线下点状密集缺陷,钢水自身洁净度是关键,同时要做好钢锭冒口部位的保温,使凝固过程的补缩得以充分进行。根据钢板UT探伤的异常情况和现场工艺调查,钢锭本身存在缺陷的主要原因为:通过控制钢水中氧含量和精炼周期,促进夹杂物去除,冒口线下点状密集缺陷显著减少;在强化浇铸系统的清洁后,钢锭的内在缺陷才会得到很好的控制.

以上观点仅仅代表我个人的观点,仅供参考.

SGS青岛分公司—苗德山