钢球用钢端部中心裂纹产生原因分析.pdf

第3 8 卷第5 期 2 0 1 0 年1 0 月 现代冶金 M o d e r nM e t a l l u r g y V 0 1 3 8N o 5 0 c t 2 0 1 0 钢球用钢端部中心裂纹产生原因分析 许加陆 李彦军 陈子坤 王天尊 江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司 江苏淮安2 2 3 0 0 2 摘要 针对L T B 3 热轧圆钢端部出现的中心裂纹问题 进行了生产工艺核查及跟踪 对中心裂纹形成的原因和机 理进行分析 找出了中心裂纹形成的原因 并结合轧钢厂加热炉 热锯及入坑缓冷的实际情况 提出了解决该缺陷 的措施 关键词 钢球用钢 超声波探伤 中心裂纹 中图分类号 T G l 6 2 T G l l 5 2 8 5 引言 L T B 3 是江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司 以 下简称 淮钢特钢 生产的钢球用钢主要钢种之一 2 0 0 9 年初在公司中棒材生产线发现L T B 30 7 5m m 热轧圆钢入坑缓冷后 经超声波探伤发现端部出现 较多的中心裂纹缺陷 有中心裂纹缺陷的钢材在锻 制或轧制钢球时 易在钢球内部形成孔洞 严重影响 了成品钢球的质量 1生产工艺 1 4 架连轧机组一热锯切定尺一冷床一缓冷 入坑缓 冷 1 2 L T B 3 钢的化学成分 L T B 3 钢的化学成分 熔炼成分 如表1 所示 1 3L T B 3 钢球用钢圆钢加热制度 缓冷制度 L T B 3 钢球用钢圆钢加热制度见表2 缓冷制 度见表3 2 裂纹的形状 对此批钢材用T U D 3 1 0 手提式探伤仪 增益为 1 1L T B 3 钢球用钢的工艺路线 6 5d B 声程为1 0 0m m 采用单探头直线式进行探 8 0tL D 转炉一L F 精炼 C C M 连铸 2 0 0 伤 发现中心裂纹全部出现在钢材定尺的一端1 0 0 m m X2 0 0m m 一空气煤气双蓄热式步进加热炉一 6 0 0m m 范围内 有标识的一端 具体位置见图1 中 衰1 化学成分 钢坯缓冷时间 h钢材入坑温度 C钢材揭盖温度 钢材出坑温度 C钢材缓冷时间 h 1 8 0 15 0 4 8 收稿日期 2 0 0 9 0 9 2 2 作者简介 许加陆 1 9 7 4 一 男 工程师 电话 1 3 1 0 1 9 0 8 8 8 8 万方数据 a 代冶盘 的标识部位 超声波波形显示为类似中心裂纹的缺 陷波 块陷渡选2 0 6 0 中心裂纹在锕材端部大 部分成点状 个别显示为通长性的缺陷渡显示觅圈 2 缺骼部位在低倍图片上宏观显示为中心袭纹 裂 纹的长度选5o 8o 裂纹的形状见图3 有中 心裂纹 或残余缩孔 钢材在轧制钢球时易在钢球内 部产生孔嗣缺陷 特别是缺陷在钢材头部且暴露的 在加热过程中敞陷部位会技氧化 轧制钢球时将在 铜球内部形成较太的孔洞缺陷 锢球内部孔涡缺陷 见图4 3 生产工艺核查及质量检验跟踪 3 l 生产工艺控铒情况 对钢坯加热 轧锚 热锯切 冷床 打包收集 缓 冷磐工序的生产工艺进行桉蠢 加热及轧制等生产 过程基车正常 轧制 缓冷工序的生产工艺见表4 由 表 可知 钢材 坑时6 埋玲坑为热坑 尉出完钢 材 坑内温匪在5 0 左右 并邑6 4 坑一次性放满常 材后一起埋砖 6 缓玲坑为玲坑 气温在一3 左 右 坑内温度在o C 以下 且5 4 缦冷坑为2 5m 的长 坑 6m 钢材只毹放在缓玲坑的一倒 有标识的一端 无钢材 此螭钢拱缓片速度很快 33 钢材趣声波棕伤情况 对3 0 9 0 1r 0 0 3 0 至3 0 9 0 1 0 0 3 6 计7 个批号1 T B 3 0 7 5m m 00 0 0m m I f 材 约5 3 9t 连支超声波探 伤检验 超声渡探伤检验在6 坑中缓玲的5 个批号 3 0 9 0 1 0 0 3 0 0 0 3 4 钢材无中心裂纹缺路 在6 坑 中缰冷的3 个批号 3 0 9 0 10 0 3 4 0 0 3 6 钢材均不同 程度的出现中心裂纹缺陷 其中3 0 9 0 10 0 3 4 批号前 7 件在6 坑中缓睁的钢材经超声波探伤无中心裂纹 缺陷 其余1 7 件 54 坑缓持的钢材超声波探伤有9 3 支材头部出现缺鹃 缺陷比率达 20 8 崩 具体情况 统计如表4 所示 4 原因分析 I T B 3 钢球用钢属于 i C r 类弹簧钢类 该钢种 对白点及裂纹敏感性较强 为了防止钢材出现白点 缺陷 要求该铜种锅坯必须连续堆哚缓跨2 dh 以 上 锕材入坑缓砖3 6h 咀上 使钢中的 H I 在钢坯 万方数据 第5 期许加陆 等 钢球用钢端部中心裂纹产生原因分析 表4 不同批次L T B 30 7 5i l u n 生产情况 钢材的缓冷过程中有足够的时间逐渐向外扩散 同 时减少钢在冷却时的热应力和组织应力 从钢材的超声波探伤检验情况看 中心裂纹缺 陷主要集中在缓冷坑底部的钢材端部 并且愈靠近 缓冷坑底部缺陷比率越高 见表4 钢产生中心裂纹 的原因主要是缓冷坑内温度太低 且缓冷坑一端无 热材 钢材在缓冷坑中底部 端部缓冷效果不好 导 致部分钢材在端部形成激冷 钢的内部形成较大的 组织应力 即钢在激冷过程中 表面温度已迅速降至 M s 点以下 L T B 3 的M s 点约为2 3 2 C 心部温度 尚处于M s 点以上 表层形成马氏体发生体积膨胀 受到未转变的心部的牵制 在钢的表面产生压应力 心部产生拉应力 另一方面 此时钢中残存的 H 尚 未得到充分的扩散析出 在组织内形成了巨大的内 应力 两种因素叠加 从而在钢的中心区较薄弱的部 位形成中心裂纹 5 解决措施 通过L T B 3 热轧圆钢端部中心裂纹的产生原 因分析 可知钢球用钢轧材轧后缓冷效果不好是产 生钢材端部中心裂纹的主要原因 为此要求在轧制 该L T B 3 钢球用钢时 适当提高加热温度 延长钢 坯总加热时间 提高钢材入坑温度 对冷坑要采用白 点敏感性不强的钢种热材铺坑 根据钢材定尺长度 合理使用缓冷坑 对一次性不能完全装满的缓冷坑 要采取保温措施 确保钢材两端及中间均有很好的 缓冷效果 采用以上措施 彻底解决了端部中心裂纹 现象 6结论 1 L T B 3 钢球用热轧圆钢产生端部中心裂纹 的主要原因是钢材入坑后端部缓冷效果不好 形成 了激冷 使钢材端部产生中心裂纹 2 适当提高L T B 3 热轧圆钢的加热温度 延 长钢坯总加热时间 提高钢材入坑温度 对冷坑要采 用热材铺坑 根据钢材定尺长度合理使用缓冷坑 确 保钢材两端及中间均有很好的缓冷效果 采可以解 决钢球用钢热轧圆钢端部中心裂纹问题