热轧06Cr13不锈钢表面M型裂纹产生原因及解决措施

第３８卷第６期　２０１６年１２月　一．山　东　冶　金　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　Ｖ０１．３８　Ｎｏ．６　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２０ｌ６　１　；　Ｌ—　１　ｔ‘ｊ　《生产技术》　１　１　１，／ｔ，１　１　１　／ｔ，　１热￣［，０６Ｃｒ１　３不锈钢表面Ｍ型裂纹产生原因及解决措施　李锋，李志平　（山东泰山钢铁集团有限公司，山东莱芜２７ｌ１Ｏ０）　摘要：在利用“炉卷＋连轧”生产工艺轧制０６Ｃｒ１３不锈钢过程中，钢带表面出现了Ｍ型裂纹缺陷，酸洗后更为明显：通过　分析Ｍ型裂纹缺陷形成机理，对加热温度、除磷系统、粗轧压下量进行了调整，Ｍ型裂纹缺陷率由２０．８％降低为零，提高了产　品质量。　关键词：０６Ｃｒ１３不锈钢；Ｍ型裂纹；加热温度；粗轧；板坯除鳞　中图分类号：ＴＧ３３７．５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—４６２０（２０１６）０６—００３４—０２　１前言　『　一一　。　：，　０　，　，在０６Ｃｒ１３不锈钢轧制过程中，加热炉温度：加　热段（１　１５０±２０）℃，均热段（１　１６０±１０）℃，驻炉时　间Ｉ＞２００　ｍｉｎ；粗轧压下率：第１道２０％，第２道２６％，　第３道２７％，第４道２７％，第５道２７％，第６道２６％，第　７道２６％；板坯和粗轧１、３、５道次除鳞；精轧采用炉　卷３道＋３连轧。对成品黑皮开卷检查及酸洗时发现　Ｉ一一－　誊　二二　．．Ｊ　塑。　，４　图１　０６Ｃｒ１３不锈钢Ｍ型裂纹扫描电镜形貌　钢带尾部存在Ｍ型裂纹缺陷，长度２０～５０　ｍ，需要　切除后才能销售，影响成材率２％～６％。为了尽快　解决该类缺陷，提高产品竞争力及成材率，研究了Ｍ　型裂纹形成机理，通过优化改进生产工艺，０６Ｃｒｌ３　不锈钢表面Ｍ型裂纹缺陷得到消除。　（一９　２　２　４　１　４　ｌ　４　ｌ　４　２　Ｏ　ｌ　４　７　４　５　７　１　８　５　ｒ一４　９　８　３　２　２　Ｏ　　一２　Ｍ型裂纹形貌及形成原因　２．１　Ｍ型裂纹宏观形貌　Ｆｅ一６　ｌ　３　２　一０　４一４　４　２　２　—４　５　８　８　一　●７　图２　０６Ｃｒ１　３不锈钢试样能谱分析　２　２　９　９　７　３　Ｏ　９　４　８　７　８　表１　图２能谱分析结果％　０　Ｓｉ　一　一　在宽度方向呈条带状出现，具体距离边部的位　置无明显规律，全部位于上表面钢带尾部２０～５０　ｍ　的长度范围内，下表面未发现该缺陷。　２．２　Ｍ型裂纹微观分析　２５．３５　０．５８　２０．９２　２．８４　３３６　４．４８　０Ｉ３９　啪　啪　对存在Ｍ型裂纹的试样进行金相分析，钢种夹　杂物主要为Ｂ类、ｃ类，级别为１．Ｏ级，未发现其他类　型的夹杂物。同时，在显微镜上观察发现，试样缺　陷部位有向基体延伸的微小裂纹，对裂纹进行扫描　电镜分析见图１。　缺陷部位在电镜下形态为沟槽状，部分区域覆　能谱分析沟槽内的黑色物质，主要为氧化铁　皮，附近区域个别部位存在少量的ｓｉ，分析认为这应　与制样有关。　２．３　Ｍ型裂纹形成原因分析　２．３．１　Ｍ型裂纹形成时间　盖着氧化铁皮和表皮，覆盖的表皮缺陷与一侧基体　紧密连接。因基体高温塑性差，缺陷为轧制过程基　为确定Ｍ型裂纹产生的阶段，对入炉板坯进行　体碾压铺展所形成。图２为缺陷部位能谱分析，表１　为能谱分析结果。　收稿日期：２０１６—０８—０８　作者简介：李锋，男，１９７７年生，２００２年毕业于黑龙江科技学院化工　了跟踪观察，由于板坯表面进行了局部或全部修　磨，未发现初始的裂纹源。对经粗轧３道次后的中　间坯尾部取样进行分分析，初始裂纹位于板坯尾　部，长度大约８００　ｍｍ，全部位于板坯上表面，呈现出　明显横裂纹形状，中间坯裂纹缺陷与成品钢带表面　Ｍ型裂纹缺陷位置一致。　工艺专业。现为泰钢不锈钢轧钢厂工程师，从事不锈钢热轧、退火　酸洗技术和产品质量管理工作。　李锋等　热￣ｆｌ，０６Ｃｒｌ３不锈钢表面Ｍ型裂纹产生原因及解决措施　２０１６年第６期　２．３．２粗轧过程对Ｍ型裂纹形成的影响　，强岬　峨～一　板坯除鳞及粗轧过程，因头尾除鳞或轧制时间　不同造成约２０～３Ｏ℃的温差，经现场测量，粗轧前　板坯头部温度一般在９７０～１　０００　ｏＣ。同时，通对对　粗轧轧制过程跟踪发现，在粗轧前两个道次轧制　时，板坯出现翘头现象，而粗轧机架除鳞水会在翘　头部位驻留较多，这无疑增加了头尾的温度差，尤　ｌ■　　，其是板坯尾部温度降低的更多，约５０℃左右。对成　品钢带进行检查，发现翘头的板坯轧制后的产品尾　部Ｍ型裂纹明显高于微翘或微扣的板坯。可见，由　图４　０６Ｃｒｌ３不锈钢高温计算相图　于板坯尾部温度降低过大，会造成轧制塑性变差，　Ｍ型裂纹容易形成。　所以，在保证开轧温度的前提下，粗轧前２个道　３改进措施　３．１加热温度调整　为避免板坯尾部在粗轧前３道次温度过低，消　次尽量避免大的翘头现象发生。　２．３．３高温塑性分析　除温降对材料轧制性能的影响，加热炉加热段温度　调整为（１　１７０±２０）℃，均热段调整为（１　１８０±２０）ｏＣ，　为研究分析０６Ｃｒ１３材料塑性较好的温度区间，　利用Ｇｌｅｅｂｌｅ一３８００热力模拟系统，将试样加热到不　同试验温度，分别进行高温拉伸试验，做断面收缩　率与温度的关系曲线（如图３所示）。　出炉温度控制在（１　１５０±１０）ｏＣ。同时为避免材料　在高温加热时晶粒急剧长大，板坯驻炉控制时间　１８０　２２０　ｍｉｎ。加热炉炉内两侧、上下温差控制在　２Ｏ℃以内，板坯尾部温度高于头部，上部高于下部。　３．２除鳞系统调整　谆　婿　旧　板坯除鳞箱投２组，板坯除鳞速度由０．８　ｍ／ｓ提　高到１　ｍ／ｓ，除鳞第１道压力Ｉ＞２３　ＭＰａ，压力不足时，　人工手动打开除鳞，使除鳞压力达到要求。粗轧机　架除鳞第１、３道次投用，精除鳞箱不投用。　温度，℃　蔷　３．３粗轧压下量调整　图３　断面收缩率与温度关系　为避免大变形量对中间坯表面质量的影响，减　由图３可知，在１　２００　ｏＣ时塑性最好，在１　２００　ｏＣ　以前随着温度升高材料塑性呈上升趋势，高于１　２００　℃材料塑性逐渐降低。　０６Ｃｒ１３不锈钢高温下为奥氏体与铁素体两相　区，而奥氏体的存在对铸造、热加工塑性、冷成型性　少翘头现象，尤其杜绝第２道次不得翘头，粗轧第１　道次压下率≤１８％，第２道次压下率≤２４％，第３道次　压下率≤２５％。　４结语　等都将产生影响，两相组织含量的不同对材料的塑　性影响较大，选择适当的加热区间以减少第二相　（奥氏体相）比例，对提高材料热塑性尤为必要。　图４为利用Ｔｈｅｒｍｏ—Ｃａｌｃ软件绘制的０６Ｃｒ１３不　锈钢高温相图，可知在现阶段的成分体系下，热加　工温度区间内材料组织均处于两相区，由于两相组　织变形能力不同材料塑性差。　加热温度对板坯塑性变形的影响非常重要。　板坯经除鳞，粗轧前温度＞９８０　ｏＣ是解决Ｍ型裂纹　的关键。在生产过程中，要重点控制粗轧前温度，　减少粗轧尾部温降，保证粗轧温度９８０～１　０５０　℃，提高单一相比例，从而消除Ｍ型裂纹。通过对　生产工艺的调整，Ｍ型裂纹出现率由２０．８％以上降　低为０，效果显著。　Ｃａｕｓｅ　ａｎｄ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍ—ｔｙｐｅ　Ｃｒａｃｋ　ｏｎ　Ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　Ｈｏｔ－ｒｏｌｌｅｄ　０６Ｃｒ１３　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　Ｓｔｅｅｌ　ＬＩ　Ｆｅｎｇ，ＬＩ　Ｚｈｉｐｉｎｇ　（Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｔａｉｓｈａｎ　Ｉｒｏｎ　ａｎｄ　Ｓｔｅｅｌ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌａｉｗｕ　２７１１００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　０６Ｃｒ１３　ｉｎ　ＳＭ　ｗｉｔｈ　ＦＭ　ｍｏｄｅ．ｔｈｅｒｅ　ＷａＳ　ａ　ｄｅｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｍ－ｔｙｐｅ　ｃｒａｃｋ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｓｔｒｉｐ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ａｆｔｅｒ　ｐｉｃｋｌｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　Ｍ—ｔｙｐｅ　ｃｒａｃｋ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｄｅｓｃａｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏｕｇｈ　ｒｏｌｌｉｎｇ　ｗａｓ　ａｄｊｕｓｔｅｄ．Ａｓ　ａ　ｒｅｓｕｌｔ．ｔｈｅ　ｄｅｆｅｃｔ　ｒａｔｅ　ｏｆ　Ｍ－ｔｐｅ　ｙｃｒａｃｋ　ｗａｓ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｔｏ　ｚｅｒｏ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｑｕａｌｉｔｙ　ＷａＳ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ・　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ＂０６Ｃｒ１３　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ；Ｍ—ｔｙｐｅ　ｃｒａｃｋ；ｈｅａｔｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｒｏｕｇｈ　ｒｏｌｌｉｎｇ；ｓｌａｂ　ｄｅｓｃａｌｉｎｇ　３５