Q345E-Z25钢探伤不合格原因分析及改进措施
Q345E-Z25钢探伤不合格原因分析及改进措施 刘云峰 (山钢股份莱芜分公司,山东莱芜271104 ) 摘要:通过成分分析.低倍.金相、扫描电镜及轧制娄 的分析,找出特厚规格的Q345E-Z25钢超声波探伤不合格的影 响因素有偏析、夹杂物、心部裂纹等。通过加强铁水脱硫、RH脱氢、缓冷钢坯、加大压下率、钢板缓冷等工艺措施,改 善钢板内部质量,特厚Z向钢板的超声波探伤合格率由90.3%提升到99.5%以上。 关键词:Q245E-Z25钢;超声波探伤;金相分析;扫描电镜;内部质量 文章编号:1004-4620 ( 2018 ) 03-0042-03 中图分类号:TG115.285 ; TG142.1文献标识码:A 丄刖B 山钢股份莱芜分公司宽厚板4 300 mm产线 设计年生产能力150万t,产品厚度5 ~ 150 mm , 宽度1 500-4 100 mm ,最大成品长度24 m , 最大板重24 t。Z向钢被广泛应用在大型船舶、桥 梁、起重设备、高层建筑等高危环境中⑴。开始生 产Z向钢以来,随着订货量的增大,产品厚度也不 断增加,这对钢板的内部质量控制水平提出了更高 的要求。本研究分析宽厚板生产中岀现的130 mm厚度Q345EZ25钢探伤不合格情况,分析原 因,提岀控制改善措施,取得了很好的效果,为特 厚Z向钢的生产提供了参考。 冷却后,现场检验过程中发现钢板超声波探伤不合 格,探伤时依据GB/T 2970—2016标准,探伤级 别为二级。在钢板宽度方向两侧距边部500 mm 内厚度中心区域发现缺陷波,内部缺陷呈点状分布 长度宽度无延伸,点状缺陷沿轧制方向分布,缺陷 波高40%〜60% ,个别尖锐缺陷波高超100%。钢 板经热处理正火后,再次超声波探伤检测,内部缺 陷没有明显改善,判定探伤不合格。随后对本炉生 产的其他同规格探伤检验,超声波探伤情况一致, 整炉判废。为分析钢板探伤不合格原因,取样分析 钢板化学成分,分析轧制工艺参数,同时对钢板低 倍组织及显微组织进行检测分析。 2.1化学成分 2超声波探伤不合格原因分析 2017年5月宽厚板生产Q345E-Z25钢种, 产品规格为 130 mmx2 440 mmx8 000 mmo 轧制完成 对超声波探伤不合格的钢板取样进行成分分析,出,除S含量超Q345E-Z25钢的内控要求外,其 标准及相关要求与分析结果见表1。从表1可以看余成分均正常。 冷却温度 表1特厚钢板探伤不合格钢板的化学成分% 偏工艺参 Ti MnNbCEV 标准要求 <0.18 <0.50 <1.70 <0.025 <0.020 <0.07 <0.20 <0.48 判定标准 0.10~0丄5 0.25-0.50 数设定的 1.38 - 1.58 <0.017 <0.005 0.035-0.050 0.010-0.030 <0.48 内控标准 0.11 ~ 0丄4 0.30 ~ 0.45 有出现明 1.40-1.55 <0.015 <0.003 0.037 - 0.047 0.010 - 0.020 36 h L从轧制数据分 析,钢板的各项控制都在工艺参数要求范围之内, 次探伤不合的轧制道次与压下率与 探伤合格的厚钢板相对比,探伤不合的钢板轧制道 次增多,但是单道次的压下率减少,尤其是粗轧阶 段大压下量的阶段,这对特厚钢板的心部晶粒的破 碎钢坯内部疏松的压合非常重要⑺。对于板材轧 制,当形状比较小时,车L制变形渗透不到钢板心部 造成心部的枝晶破碎、孔隙压合和夹杂物破碎程度 不足,从而使钢板内部质量达不到要求,并且在心 部附加拉应力,很容易导致钢板产生内部缺陷。随 着形状比的增大,压缩应力区增大,未变形区域减 小。当形状比高于一定数值时,变形渗透到钢板心 部,钢板整个厚度断面都是压缩应力区,压缩应力 更有利于孔洞等缺陷的焊合。在轧醍直径一定的条 件下,增加形状比必须增大道次压下量,采用高温 低速大压下工艺,使轧制力传递至心部,充分破碎 铸坯心部晶粒,焊合中心疏松,使钢板内部晶粒均 匀细化,是保证特厚板探伤合格率的重要 手段 [3-4)0 2.4低倍分析 在钢板7525017000探伤不合格处与合格处 分别切取了 2块试样逬行低倍检验,包括横向和 纵向试样。检验发现,探伤不合格的纵向和横向 低倍试样心部均有1条较为明显的缺陷带,尤其 明显高于其他部位,因此易于在钢板的中心区域形 成珠光体偏析带。碳、硫元素的偏析会影响钢板超 声波探伤不合格率⑸。 2.5金相分析 对两种低倍试样进行金相分析对比,探伤不合 a近表面处b 1/4厚度处c 1/2厚度处图1探伤不合格钢板金相组织 2.6扫描电镜分析 不合处金相试样做了扫描电镜以及能谱分析。扫为进一步研究钢板探伤不合格的 原因,对探伤 描电镜结果如图2所示。 图2探伤不合格处SEM形貌及能谱分析结果 是纵向试样更为严重。心部缺陷带连续,呈细长 条状,横向试样心部缺陷带略轻,但仍有点状心 部缺陷,部分区域也可见连续的条状缺陷带;而 探伤合格处的横向和纵向试样均未出现明显的心 部缺陷带,这与超声波探伤仪检查时情况完全吻 厶 口 O 连铸板坯中心部位存在大量疏松自由表面,上 有低熔点的MnS富集以及规则排列的类似鱼骨的 锭铁共晶体。由于是最后凝固区域,其碳、硫含量 格试样的金相组织如图1所示。图1表明,沿厚度 方向组织、偏析、夹杂物以及裂纹等情况差异较大, 近表面和1/4厚度处组织为F+P