Q235B热轧钢带性能不合格研究

３ 讨论
３．１ 从夹杂物的评级上来看，夹杂物的级别还是比较的高的，都在 ２．５ 级以上。并且性能 不合格的三个试样中的夹杂物数量较多。虽然夹杂物级别较高的试样性能也合格的，并且延 伸率比较大，但是夹杂物对性能的影响也是不可忽视的。 ３．２ 从图 ４ 试样 ８１００２３４０８ 组织形貌图上可以看出，该试样的组织从表面到中心都是魏氏 组织或是粒状的贝氏体组织，是一种典型的快冷组织。对于消除钢带的横折是有好处的，但 是却引起了性能的不合格。
图 ３ａ 为试样 ８１００２３４０８ 的一个表面的组织，铁素体和珠光体形成魏氏组织；图 ３ｂ 为其
中心的组织，铁素体和珠光体形成魏氏组织，图 ３ｃ 为其另一个表面的组织，组织为铁素体＋
珠光体＋少量粒状贝氏体。
ａ 一个表面组织 ５００× ｂ 中心组织 ５００× ｃ 另一个表面组织 ５００×
８１００２４００１ 等几个试样的夹杂物数量较多。
２．４．２ 组织分析
ａ 一个表面组织 ５００× ｂ 中心组织 ５００× ｃ 另一个表面组织 ５００×
图 ３ 试样 ８１００２３４０８ 组织形貌图
Ｆｉｇ３ Ｗｉｄｍａｎｓｔａｔｅｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ８１００２３４０８ ｓｔｒｉｐ
边部 １
１０．５
８６９
５９４
中心
１０
边部 ２
１０
８１００２４００１
边部 １
７
８９５
６３４
中心
７
边部 ２
７
８１００２３４０８
边部 １
８
８７４
６０３
中心
８
边部 ２
８．５
通过表 ４ 可以看出试样 ８１００３２２０１ 的中心晶粒度小于两个边部的晶粒度， 剩下的性能 不合格的试样是 ８１００２４００１ 中心和两边的晶粒度相等，８１００２０７０７ 和 ８１００２３４０８ 的则是中心 和一个边部相等，另外一个边部则偏高。
Research of the DisqualificationCapability in Q235B Hot Rolled Band
Abstract: Using macroanalysis, chemical composition examination, microhardness examination， metallographic microscope examination on the disqualification capability in Q235B hot rolled band. Through a series of research,we find the reasons lead to the disqualification capability are that Widmanstaten structure of the hot rolled band play down the plasticity and enhance the strength.Inclusion and the roughness are the other factor. Key words: capability; Inclusion; Widmanstaten structure ０ 引言
冷弯性能和延伸率是热轧中、薄普通板材力学性能中的重要指标，对一些承受较大变形 的工程如造船、桥梁、建筑、压力容器等的用材，冷弯试验和拉伸试验成为必不可少的检验 项目，但在冷弯试验中试样因出现裂纹和断裂等，拉伸试验中出现延伸率偏低而导致钢带性 能不合格的现象时有发生［１］。笔者针对某厂生产的Ｑ２３５Ｂ热轧钢带出现了大量的性能不合格 现象，对其提供的冷弯、拉伸试样进行了全面的分析和研究。 １ 试验方法 １．１ 宏观分析
氏组织。
２．４．３ 晶粒度
表 ４ 试样的晶粒度、终轧温度和卷板温度
Ｔａｂｌｅ４ Ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｉｐ
编号
晶粒度
终轧温度 卷板温度
８１００３２２０１
边部 １
１０．５
８８４
６３０
中心
９
边部 ２
１１
８１００２０７０７
８１００２０７０７ 边部 １ 中心 边部 ２
２５７ １４８ １６１
１７０ １５０ １６４
２１０ １６１ １４２
２１２．３ １５３．０ １５５．７
８１００２４００１ 边部 １
１９２
２１２
１８４
１８５．０
中心 边部 ２
２０５ １８５
１８５ １９１
１６７ １７６
０．１８０ ０．１８９ ０．５１２ ０．０３５ ０．０１７
表 １ 是钢带的化学成分和力学性能。表 １ 当中共有四个试样，其中第一个是冷弯、拉伸 性能都合格的试样，并且塑性较大。后面的三个是性能不合格的试样。
通过表 １ 可以看出所有试样的化学成分都是符合标准规定的；冷弯性能除了编号为 ８１００２０７０７ 的不合格外，其余的试样都是合格的；抗拉强度有编号为 ８１００２４００１、８１００２０７０７、 ８１００２３４０８ 的三个试样偏高，超出标准规定的范围；对于延伸率，除了编号为 ８１００３２２０１ 的 符合要求，并且较大外，其余的均不符合标准要求，最低达到 ２１％。。
２．４．１ 夹杂物分析
ａ 夹杂物 １００× ｂ 夹杂物 ５００×
图 ２ 试样 ８１００２３４０８ 夹杂物形貌图
Ｆｉｇ．２ Ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｈａｓｅ ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ ｏｆ ｔｈｅ ８１００２３４０８ ｓｔｒｉｐ
从图 ５ 试样 ８１００３２２０１ 组织形貌图上可以看出，该试样的上下表面是铁素体、珠光体以 及铁素体和珠光体形成的魏氏组织，而中心则是铁素体＋索氏体（珠光体）。也就是说该试样 的上下表面是快冷组织，中心为退火组织。从表 ４ 可以看出对延伸率较大的试样两个表面的 晶粒度较大，而中间的较小，这也说明试样的上下表面是快冷组织，中心为退火组织。这种 组织形态既利于横折的消除同时又保证了性能的合格。
８１００２３４０８
Ｑ２３５ Ｑ２３５
Ｑ２３５
１３．０ ５．０
１０．０
３９０ ５３５ 合格 ２４
４２０ ５５０ 不 合 ２５ 格
３７５ ５２５ 合格 ２１
０．１２２ ０．２４３ ０．４５７ ０．０２９ ０．０１７ ０．１５７ ０．２１９ ０．４６７ ０．０２０ ０．０２５
编号
规格 Ｒｅｌ Ｒｍ／ 冷弯
牌号 ㎜
／ＭＰ ＭＰａ
Ａ／％
化学成分 ％
ａ
Ｃ
Ｓｉ Ｍｎ
Ｐ
Ｓ
８１００３２２０１ Ｑ２３５ １１．５ ３２５ ４２０ 合格 ３５ ０．１５０ ０．１５ ０．５４０ ０．０２７ ０．０１６
８１００２４００１ ８１００２０７０７
Ｑ２３５Ｂ 热轧钢带性能不合格研究
马正伟， 刘炳 （新疆大学 机械工程学院 ，新疆 乌鲁木齐 ８３０００８）
摘要：利用宏观分析、光谱成分分析、显微硬度测定、金相分析等方法对 Ｑ２３５Ｂ 性能不合格 的钢带进行了全面研究。研究表明：钢样的组织为魏氏组织或是粒状的贝氏体组织，是一种 典型的快冷组织，降低了塑性，提高了强度，从而引起了性能的不合格。钢带中夹杂物偏高 和试样粗糙度过高也是导致性能不合格的一个因素。 关键词：性能；夹杂物；魏氏组织
８１００２０７０７ ０．５ ／ ０．５ ／ ３．０ ／ ０．５ ／ ０．５
８１００２３４０８ ３．０ ／ ０．５ ／ １．０ ／ ０．５ ／ ０．５
由图 ２ 试样 ８１００２３４０８ 夹杂物形貌图和表 ３ 夹杂物评级表可以看出试样的夹杂物一般为
硫化物或是硅酸盐类夹杂物，级别均超过 ２．０，最大达到 ３．０ 级，并且 ８１００２３４０８、８１００２０７０７、
图 ４ 试样 ８１００３２２０１ 组织形貌图
Ｆｉｇ４ Ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ８１００２３４０８ ｓｔｒｉｐ
图 ４ａ 为试样 ８１００３２２０１ 的一个表面的组织，铁素体和珠光体形成魏氏组织；图 ４ｂ 为其
中心的组织，组织为铁素体＋索氏体；图 ４ｃ 为其另一个表面的组织，铁素体和珠光体形成魏
１８５．７ １８４．０
８１００２３４０８ 边部 １ 中心
１８７ １５３
１９１ １７５
１８５ １５３
１８７．７ １６０．３
边部 ２
１９５
ຫໍສະໝຸດ Baidu
１８４
１８１
１６１．２
通过表 ２ 可以看出试样 ８１００３２２０１ 的中心硬度小于两个边部的硬度， 试样 ８１００２０７０７ 和试样 ８１００２３４０８ 的硬度是一个表面和中心近似，另一个表面偏高，试样 ８１００２４００１ 的硬度 则是两个边部和中心均近似。 ２．４ 金相分析
观察拉伸试样和冷弯试样的断口，并检查冷弯试样的边部倒角情况和拉伸试样边部加工 刀痕。 １．２ 光谱成分分析
将所提供的试样利用光谱进行了成分分析。 １．３ 显微硬度测定
将截取的试样在显微硬度计下，对两个边部和中心位置各打三个点的显微硬度。边部、 中心取三次打的硬度值的平均值。 １．４ 金相分析
ａ 拉伸试样的侧边 ｂ 冷弯试样的断裂处
图 １ 试样的宏观图片
Ｆｉｇ．１ Ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ
２．２ 光谱成分分析
表 １ 带钢性能及化学成分
Ｔａｂｌｅ１ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｉｐ
表 ３ 试样夹杂物评级表
Ｔａｂｌｅ３ Ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｉｐ
试样
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
ＤＳ
细 粗 细 粗 细 粗 细 粗
８１００３２２０１ ２．５ ／ ０．５ ／ ０．５ ／ ３．０ ／ ０．５
８１００２４００１ １．０ ／ ０．５ ／ ３．０ ／ ０．５ ／ ０．５
３．３ 拉伸试样侧面加工精度、冷弯试样边部倒角在性能检测过程当中起到一个不可忽视的 作用，提高这方面的精度会大大的提高试样的合格率，否则侧面的加工刀痕和未倒角的边部 容易引起应力的集中，从而影响合格率。
４ 结论
４．１ 钢带中夹杂物偏高和试样粗糙度过高是导致性能不合格的一个因素，炼钢过程中要采 取措施降低夹杂物的含量。 ４．２ 性能不合格的组织为魏氏组织或是粒状的贝氏体组织，是一种典型的快冷组织，降低 了塑性，提高了强度，从而引起了性能的不合格。轧制过程中，保证终轧温度在 ８３０～８６０ 度；加大冷却强度，提高轧制速度，保持温度均匀。 ４．试样粗糙度过高，容易引起应力的集中，也是导致性能不合格的一个因素。 参考文献 ［１］卢光熙，等主编． 金属学教程［Ｍ］ ． 上海：上海科学技术出版社， １９８５． ３０６． ［２ ］李玉奇． 锅炉压力容器用１６Ｍｎ 钢冷弯不合格原因分析［Ｊ ］ ． 理化检验２物理分册， １９９６ ，３２ （６） ：５６．
截取金相试样，进行金相检测。主要进行了夹杂物的评级，两个边部和中心的晶粒度的 评定、组织的分析。试样的制备、试样研磨、试样的浸蚀、显微组织检验、显微照相，参照 ＧＢ／Ｔ１３２９８—９１《金属显微组织检验方法》［２］。 ２ 试验结果 ２．１ 宏观分析
图 １ａ 所示是拉伸试样的侧边，表面比较粗糙，有明显的加工刀痕。图 １ｂ 所示是冷弯试 样的断裂处，可以看出边部没有倒角，裂纹从边部向中心扩张。
２．３ 显微硬度
表 ２ 试样的显微硬度
Ｔａｂｌｅ２ Ｍ ｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｉｐ
编号
显微硬度（ＨＶ０．２）
平均
８１００３２２０１ 边部 １
１４５
１３７
１４０
１４０．７
中心
１１７
１４１
１２５
１２７．７
边部 ２
１５６
１４３
１６８
１５５．７