冷轧带钢表面鼓泡缺陷分析

冷轧带钢表面鼓泡缺陷分析

李殿凯,袁晓敏

(安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002)

摘　要:采用扫描电镜对冷轧带钢表面鼓泡处的横、纵断面,鼓泡的破裂面以及鼓泡处拉断表面的形貌进行了观察,并对微区成分作了分析。鼓泡主要是在钢坯皮下由保护渣形成了层状夹杂,导致冷轧原料板出现分层,从而在轧制过程中心部、表面的塑性变形不一致而形成。关键词:冷轧带钢;鼓泡缺陷;夹杂

中图分类号:T G 335.5 文献标识码:A 文章编号:100121447(2007)0420023203

Analysis of surface bubbly defects in cold rolled strip

L I Dian 2kai ,YUAN Xiao 2min

(School of Materials Science &Engineering ,Anhui U niversity of Technology ,Ma ’ans 2

han 243002,China )

Abstract :In t his paper ,t he microst ruct ure and composition of surface bubbly defect s in cold rolled st rip in cross and vertical section were st udied by SEM and EDAX.The re 2sult s showed t hat t he bubbly defect s were caused by banded inclusion lied in steel slab f rom mould powder and plastic deformation were not consistent from center to t he sur 2face during rolling.

K ey w ords :cold rolled st rip ;bubbly defect ;inclusion

作者简介:李殿凯(1973-),男,安徽人,硕士,主要从事钢铁材料电镜检测工作.

带钢表面缺陷是影响其表面面质量的主要因素。这些缺陷包括起泡、翘皮、裂纹等,连铸坏经常由于在轧制过程中出现这类缺陷而导致报废。特别是由于在冶炼过程中由于保护渣材料而导致出现的起泡现象,由于在轧制过程中不易发现,更易出现大量的废品[1]。

1　起泡现象的缺陷特征

通过对生产过程中出现的“起泡”废品的统计,其出现位置具有不固定性。一般大小在4mm 以下,主要呈圆形,并且有起泡相连的现象。

2　鼓泡处微观特征及分析

在带钢起泡缺陷处的横截面方向切开,用扫描电镜对其进行观察。图1为切开面的形貌。可以看到里面有片层状的夹杂存在。将其片层状的夹杂进一步放大,即将图1中的A 点进一步放大,如图2所示,并对其进行能谱分析,结果如图

3所示。结果表明,层状夹杂的成分主要有Al 、Si 、Ca 、Na 、K 、F 、Cl 、S 元素,其中Na 、K 、F 均是保

护渣的特定元素,所以可以认定该层状夹杂主要是由保护渣引起。

图1　起泡缺陷处横截面切开的形貌

再将带钢沿其纵断面切开,对其观察并进行成分分析。图4和图5分别为纵截面切开后的形

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32・2007年　8月第35卷第4期钢铁研究

Research on Iron &Steel Aug.2007

Vol.35　No.4

貌和B 点处层状夹杂的形貌。图6为纵截面上B 点处EDS 分析结果。

图2　

横截面切开夹杂物形貌

图3　层状夹杂物的EDS 分析结果

图4　起泡缺陷处纵截面切开形貌

从其形貌观察中可以看出,其与横截面具有同样的层状夹杂,而且其成分与横截面大体一致,主要元素也为Al 、Si 、Ca 、Na 、K 、F 、Cl 、S 等,同样也是保护渣中的主要元素。

同时我们对表面破裂的起泡状缺陷进行了表面形貌观察及成分的分析。图7为。对其进行成分分析,可以看出,其主要为氧化铁,如图8所示。

图5　纵截面切开夹杂物形貌

图6　纵截面上B 点处EDS 分析结果

图7　破裂的泡状缺陷表面形貌

图8　破裂的泡状缺陷成分

・42・ 钢铁研究第35卷

将带钢沿起泡处拉断,在其断口的表面下可以看到大量的夹杂物存在,

如图9中的C 点。对

C 点能谱成分析,可以看到其除了具有层状夹杂的成分外,还含有大量的铝、硅酸式盐等夹杂(图10所示)。

图9　起泡处拉断断口形貌

图10　断口中的夹杂物EDS 分析结果

从以上的观察分析中可以看出,冷轧带钢泡状缺陷的形成可以认为主要是由于钢坯皮下有大块的层状夹杂,导致冷轧的原料板出现分层,当这种含有较多夹杂缺陷的原料坯,经过粗轧道次的变形,由于中间夹杂与基体的延伸率不同,在轧辊的压作下中间夹杂超出了基体材料的塑性容限的

变形,从而形成了微裂纹。这种含有夹杂物的裂纹在随后的轧制过程中不能有效的焊合,从而形成了起泡[2]。

从夹杂物的成分分析结果可知,层状夹杂中含有钠、钾、氟等为连铸液态保护渣中存在的元素。特别是保护渣中的硅酸盐夹杂物在常温下呈脆性且与基体结合较弱,因而在冷轧发生塑性变形时,这种夹杂物就会发生断裂并与基体间发生剥离。从而也会造成起泡的现象。

通过以上的分析,我们可以认为这种起泡的现象主要是连铸的坯料中含有较多的夹杂,而这些夹杂主要是来源于连铸过程中的保护渣系。文献[3]认为保护渣由于粘度不足,在界面化学反应引起的涡流搅拌而带入钢中,或者是融熔的保护渣粘附在已凝固的钢液表面而带入钢锭中。因而可以认为该保护渣的粘度不适合于此钢种。

3　结　论

(1)冷轧带钢表面起泡缺陷主要是由于坯料

中的夹杂物在冷轧的塑性变形中与基体塑变容差

不一致而引起;

(2)坯料中的夹杂主要来源于连铸过程中不适合该钢种的保护渣系。

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(收稿日期:2006209208)

(上接第19页)

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52・ 2007年　8月 第35卷第4期钢铁研究

Research on Iron &Steel Aug.2007Vol.35　No.4