含锰结构钢中带状组织及其对力学性能的影响.

研究与开发

含锰结构钢中带状组织及其对力学性能的影响

张鹏远, 隋晓红, 苏洪英, 谢广群, 马慧霞(鞍钢股份有限公司技术中心, 辽宁鞍山114009

摘要:对含锰结构钢中带状组织的形成演化规律及对冷轧板力学性能的影响进行了研究。结果表明, 钢板中的带状组织是由连铸过程中元素的中心枝晶偏析所致。带状组织的存在对冷轧板的强度无明显影响, 但使冷轧板的塑性显著降低, 从而影响产品的使用性能。采取控制连铸时钢水的过热度、加大电磁搅拌等措施, 可减轻铸坯的中心偏析, 遏制带状组织的形成。

关键词:枝晶偏析; 带状组织; 变形; 强度; 塑性

中图分类号:TG142 文献标识码:A 文章编号:1006-4613(2010 05-00-00

Banded Structure in M n -bearing Structural Steel and Its

I nfluence onM echanical Properties

Zhang Pengyuan , SuiX i a ohong , Su H ongy ing , X i e Guangqun , M a H uix i a (TechnologyCenter of Angang S teel Co . , Ltd . , Anshan 114009, Liaoning , China

Abst ract :The evo l u tion la w for f o r m i n g the banded struct u re in M n-beari n g structural steel and the i n fl u ence of the str ucture on m echan ica l properties of a cold rolled steel sheet are st u died .

The results sho w that the banded structure i n the stee l sheet is caused by central dendrite segregation of ele m en ts i n steel duri n g conti n uous casting process . The sa i

d structur

e has no obv ious effect on the strength o

f the co l d ro lled steel shee, t but t h e

e l o ngation o

f the sheet is decreased so m uch that the serv ice perfor m ance of the co l d ro ll e d pr oduct is i m pacted . A fter takin

g suc

h m easures as con tro lling the

superheat deg ree ofm o lten steel and app l y i n g m uch m ore po w erfu l electric m agnetic stir ring during conti n uous casti n g , the centra l segregati o n in a conti n uous casti n g slab can be reduced and the fo r m ulation o f banded struct u re is contr o lled w ithin desirab le li m its .

K ey w ords :dendrite seg regation ; banded struct u re ; for m ulation; streng th ; e l o gation 含锰结构钢通常具有较好的加工性能和使用性能, 广泛用于生产薄板、带钢等冷轧产品。然

而, 当钢中存在严重的带状组织时, 将会使材料显示出强烈的各向异性能, 造成深加工时的不均匀变形

[1]

, 即沿板宽方向上纵向纤维延伸不一致,

形成二次变形[2]

, 甚至在应力集中处萌生裂纹源[3]

, 影响最终产品的使用性能。因此深入研究

张鹏远, 高级工程师, 硕士, 1989年毕业于哈尔滨工业大学金属材料专业, 现任鞍钢股份有限公司技术中心理化检验所所长。

带状组织的本质及其对力学性能的影响具有普遍的理论意义和工程价值。本文对含锰结构钢在冶炼、轧制成冷轧板过程中带状组织的形成、演变机理及对最终产品力学性能的影响进行了系统分析, 为消除带状组织, 改善冷轧钢板质量提供技术依据。

1 试验材料与研究方法

1. 1 试验材料

试验研究的材料为含锰的碳素结构钢, 化学

成分列于表1。

表1 试验材料的化学成分(质量分数

%

C S i M n P

S

A ls

0. 2~0. 3

0. 1~0. 21. 58~1. 820. 014

0. 009

0. 045

其生产工艺为:铁水预处理转炉冶炼 LF (ANS炉外精炼弧形连铸机连铸。连铸坯的浇

铸温度为1530! , 铸后经1250! 加热, 按照常规的热轧工艺轧制成3mm 厚的热轧板, 再经四道次冷轧成0. 9mm 的冷轧钢带。然后进行在线950! 加热、水冷热处理。1. 2 研究方法

为了全面研究带状组织的形成及其演变过程, 首先从常规浇铸后的含锰碳素钢连铸坯上截取横向试样进行凝固的枝晶组织、低倍缺陷检验, 选取有中心偏析的区域截取20mm ∀20mm 试样, 做电子探针面分析, 研究成分偏析趋势, 从宏观到微观全方位分析M n 、S i 、P 、S 等元素在铸坯枝晶间偏聚规律。