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行 业：建材 管材管件 无缝管
发布时间：2021-10-27
随着科学技术和工业的发展，对材料提出了更高的要求，如更高的强度，抗高温、高压、低温，耐腐蚀、磨损以及其它物理、化学性能的要求，碳钢已不能完全满足要求。
碳钢的不足：
(1)淬透性低。一般情况下，碳钢水淬的淬透直径只有10mm-20mm。
(2) 强度和屈强比较低。如普通碳钢Q235钢的σs为235MPa，而低合金结构钢16Mn的σs则为360MPa以上。40钢的 σs /σb仅为0.43, 远低于合金钢。
(3) 回火稳定性差。由于回火稳定性差，碳钢在进行调质处理时，为了保证较高的强度需采用较低的回火温度，这样钢的韧性就偏低；为了保证较好的韧性，采用高的回火温度时强度又偏低，所以碳钢的综合机械性能水平不高。
(4) 不能满足性能的要求。碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及电磁性等方面往往较差，不能满足使用性能的需求。
合金元素对钢的工艺性能的影响
1. 合金元素对钢铸造性能的影响
固、液相线的温度愈低和结晶温区愈窄, 其铸造性能愈好。合金元素对铸造性能的影响, 主要取决于它们对Fe-Fe3C相图的影响。另外, 许多元素, 如Cr、Mo、V、Ti、Al等在钢中形成高熔点碳化物或氧化物质点, 钢的粘度, 降低流动性, 使铸造性能恶化。
2.合金元素对钢塑性加工性能的影响
塑性加工分热加工和冷加工。合金元素溶入固溶体中, 或形成碳化物(如Cr、Mo、W等), 都使钢的热变形抗力提高和热塑性明显下降而容易锻裂。一般合金钢的热加工工艺性能比碳钢要差得多。
3. 合金元素对钢焊接性能的影响
合金元素都提高钢的淬透性, 促进脆性组织(马氏体)的形成, 使焊接性能变坏。但钢中含有少量Ti和V, 可改善钢的焊接性能。
4. 合金元素对钢切削性能的影响 切削性能与钢的硬度密切相关, 钢是适合于切削加工的硬度范围为170HB～230HB。一般合金钢的切削性能比碳钢差。但适当加入S、P、Pb等元素可以大大改善钢的切削性能。
5. 合金元素对钢热处理工艺性能的影响
热处理工艺性能反映钢热处理的难易程度和热处理产生缺陷的倾向。主要包括淬透性、过热敏感性、回火脆化倾向和氧化脱碳倾向等。合金钢的淬透性高, 淬火时可以采用比较缓慢的冷却方法,可减少工件的变形和开裂倾向。加入锰、硅会钢的过热敏感性。
为减少Q345B钢板边部气泡缺陷，改善现状，经分析研究后，制定了以下措施：
5.1 加强转炉终点出钢控制。严加关注转炉出钢碳的含量，杜绝出钢终期出现下渣现象，并根据出钢C含量的不同加入不等量的脱氧剂。具体脱氧方案如表4所示。
5.2 加强合金管理。严加管控合金的运输过程，提高合金现场存放期间的管理水平，启用合金烘烤装置，保证入炉合金干燥无潮湿。
5.3 优化精炼过程。精炼过程造好渣、造白渣，保证精炼炉渣流动性良好，确保白渣稳定时间≥20分钟，保证软吹时间≥8min，确保钢液中的夹杂物及气泡能够充分上浮。
5.4 严加关注钢包烘烤情况。加强全新备用钢包的烘烤管理，确保每次投入使用前的烘烤时间及烘烤温度满足生产工艺要求。
5.5 加强连铸过程保护浇注的控制。确保钢包浸入式长水口垂直无偏斜，确保中包液面始终保持黑面无露红，确保保温覆盖剂的加入次序。
5.6 定期抽检水分化验。定期抽检合金、中包覆盖剂及保护渣等物料的水份含量，一经发现水份超过工艺要求则立即采取有效控制措施或停用问题批次物料。
6 结论
6.1 边部气泡原因定论
通过分析发现，造成Q345B钢板边部气泡缺陷主要为转炉冶炼终点过氧化、出钢脱氧剂加入不足、全新备用钢包烘烤不良、出钢过程加入的合金受潮、高性能中包覆盖剂水份含量过多等原因所致。
6.2 结果
综合以上实验结果，通过加强对转炉冶炼终点及出钢过程的控制、加强合金存放及运输环节的管理、保证全新备用钢包的烘烤效果以及连铸过程保护浇注的控制，Q345B钢板边部气泡缺陷改善显著，缺陷比例从早期的0.616%降低至目前的0.07%，下降比例达0.609%。
近年来人们在注重中厚板性能提高的同时,也更加关注中厚板的表面质量。常见的中厚板的外观缺陷有过热、麻点、表面夹杂、裂纹、气泡、凹坑、翘皮和结疤等。常规流程生产的热轧板是以连铸板坯作为坯料，通过加热、除磷、粗轧和精轧以及层流冷却等工艺完成生产。热轧板材常见的表面质量缺陷大多起源于连铸板坯，其表面质量的好坏对热轧板材外观质量产生很大的影响。
近期，三钢中板厂生产的热轧钢板Q345B出现了大批量的边部裂纹及雨点状缺陷，其缺陷深浅、大小和形态不一，裂口沿轧制方向分布且有伸长，此类缺陷导致了中厚板大量改尺，终降级销售，给公司造成了巨额损失。为此三钢炼钢厂就这一缺陷进行分析，探讨其形成原因以及改进措施。
2 缺陷宏观特征分析与结果
从中板厂火切现场对板材边部缺陷的观察来看，轧材“雨点状”缺陷距边部距离大10～30mm范围内，且轧材的边部在窄边部位还出现不同程度的烂边现象。
为判断缺陷类型，找到问题所在，对边部存有缺陷的板材同一炉次未轧铸坯进行锁坯，并对相应铸坯边部进行火焰吹扫观察口。通过观察发现，问题炉次的未轧铸坯边部皮下存有密集针孔，断定轧材边部的烂边裂纹及“雨点状”缺陷为铸坯皮下气泡所致。
