浅析热轧钢材表面裂纹

　　摘要：对钢材而言，表面缺陷包括裂纹、夹渣、毛刺、结疤、氧化皮等，内部缺陷包括缩孔、气泡、白点、严重的疏松和偏析等。在钢材的加工中很大程度上都受这些缺陷的影响，并且钢材的性能与寿命也直接由这些缺陷决定，不允许出现这些缺陷这已经在钢材材料标准中有明确规定。但是实际中，钢材缺陷是非常常见的，因此就需要对其进行分析和解决。本文主要针对轧钢厂生产的1E2890钢材表面存在裂纹进行分析。主要通过宏观观察、化学成分分析以及金相组织观察进行试验分析。
　　关键词：热轧钢材；表面；裂纹
　　前言
　　钢材表面缺陷检测工作原理是:当轧后的热钢坯或钢材通过有高颇电流的导电线圈时，在钢件表面上就会集中流动感应电流，从而提高了钢件表面温度。如果钢件有表面缺陷，电流流过时必定会环绕障碍表面，这样升高了缺陷处的温度，且程度很大。把此处温度记录下来，且必须采用极敏感的红外扫描仪来进行，然后把结果向快速信号处理器中输送，此时钢件表面缺陷的具体位置就会被自动打上标志。本文就只对钢材表面缺陷之一的裂纹进行分析，对如何发现钢材表面裂纹不再进行阐述。
　　1．检验
　　1.1宏观观察
　　宏观观察有缺陷的钢材试料，在钢材表面上有黄色油漆标识，就是缺陷具体的位置。钢材外表面的缺陷为一条沿轧制方向分布的裂纹，在整个试料的全长中都有裂纹存在。在试料的一端具有明显的修磨痕迹，此处仍具有裂纹。
　　
　　（a）试料表面未修磨处的裂纹形貌（b）试料表面修磨处的裂纹形貌
　　图1试料表面宏观形貌
　　1.2化学成分分析
　　表1为化学成分分析结果，由表1可以看出，对于1E2892钢材的技术要求，该钢材的化学成分是符合要求的。
　　表1化学成分分析结果（%）

　　1．3金相组织观察
　　用2%硝酸酒精溶液侵蚀试样，并且对其进行观察时采用金相显微镜。试样的金相组织主要是为铁素体加珠光体组织。在裂纹两侧具有脱碳层，并且较为明显，而且在局部地方还存在全脱碳层，与刚才外表面非缺陷处的脱碳相比，裂纹两侧的脱碳更为严重。
　　
　　（a）裂纹开口处形貌（b）裂纹末梢形貌
　　图2腐蚀后裂纹处显微形貌
　　2.讨论
　　上述研究表明，产生表面裂纹的钢材的化学成分与该钢材的技术要求相符。冶炼夹杂并没有在裂纹的缝隙和两侧发现，只发现了氧化产物。块状氧化产物主要为氧化铁以及少量的Cr的氧化物，Fe、Mn、Si、Cr的混合氧化物就是所谓的点状氧化产物。一般情况下，在一定温度下，与空气相接触的钢材表面产生一层养化膜，氧化膜分布从外到内依次为O2/Fe2O3/Fe3O4/FeO/Fe。Fe2O3在570℃以上将会发生逐级分解，Fe2O3首先分解为Fe3O4，然后Fe3O4分解为FeO。而且内氧化在一定的温度范围内也可发生。发生内氧化时，其氧化所需的氧由FeO的分解提供。试样表面附有氧并溶入钢中，内氧化发生的临界条件是氧的活动达到某一合金元素被内氧化所需要的临界活动，内氧化发生后形成内氧化物。
　　在此钢材表面裂纹的位置不仅有氧化铁存在，而且还有内氧化的氧化产物存在，则表明在成材之前，钢材经过了高温加热。经腐蚀后裂纹附近具有较明显的脱碳现象。由此可知，在已经产生裂纹的连铸坯经高温加热轧制棒材形成了钢材表面裂纹。
　　3.结语
　　由上述的分析可知，该钢材的表面裂纹产生的原因主要是连铸坯表面裂纹所引起的。那么为了防止钢材的表面裂纹的产生，应该从防止连铸坯表面裂纹开始入手。减少连铸坯表面的裂纹就需加强连铸工艺的控制，对连铸坯进行检验，在轧制之前就对连铸坯上的小的缺陷进行修磨；如果连铸坯上的缺陷较大，那么在轧制之前就直接报废。
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