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高氮不銹鋼熱軋開(kāi)裂原因及工藝改進(jìn)措施

時(shí)間:2019-06-13    作者:無(wú)錫不銹鋼板    瀏覽:0

高氮無(wú)錫不銹鋼是近年來(lái)鋼鐵材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。由于高氮無(wú)錫不銹鋼具有高強(qiáng)度、高塑性和良好的耐腐蝕性能,越來(lái)越受到人們的重視,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。河北鋼鐵技術(shù)研究總院在對(duì)高氮無(wú)錫不銹鋼進(jìn)行熱軋時(shí)發(fā)生了鋼板開(kāi)裂現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)進(jìn)度。通過(guò)對(duì)高氮不銹鋼軋制開(kāi)裂后的微觀組織進(jìn)行觀察分析,研究了其熱軋開(kāi)裂原因,并進(jìn)行了工藝改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)所用高氮不銹鋼的化學(xué)成分見(jiàn)表1。軋制在550熱軋機(jī)組上進(jìn)行,工藝優(yōu)化前后的坯料厚度分別為80mm、35mm,終軋厚度均為5mm,加熱溫度為1250℃,實(shí)際軋制工藝參數(shù)見(jiàn)表2。
表1  高氮不銹鋼的化學(xué)成分(wt%)                 
C
Mn
Cr
Mo
N
P
S
0.09
12.2
20.4
3.2
0.57
0.014
0.005
 
表2  實(shí)際軋制工藝參數(shù)
工藝參數(shù)
開(kāi)軋溫度/℃
終軋溫度/℃
軋制道次數(shù)/次
優(yōu)化前
1145
957
10
優(yōu)化后
1138
1011
8
 
分別從鋼板開(kāi)裂處和中間部位進(jìn)行取樣,研磨、拋光后在王水中進(jìn)行腐蝕,在金相顯微鏡和掃描電鏡下分別觀察其微觀組織。分析結(jié)果表明,由于終軋溫度較低,在奧氏體和鐵素體晶界處存在較多的σ析出相。σ析出相具有較高的Cr、Mo含量,是一種硬而脆的金屬間化合物,通常在600~1000℃之間由鐵素體相轉(zhuǎn)變而成,大量的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)至σ析出相時(shí)形成塞積,在其周?chē)纬奢^大的應(yīng)力集中,在軋制過(guò)程中拉應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致裂紋在鐵素體和奧氏體邊界產(chǎn)生并擴(kuò)展;裂紋處發(fā)生的鐵素體聚集主要是由于奧氏體和鐵素體的變形能力不同,鐵素體較奧氏體易變形,所以軋制后在裂紋處會(huì)發(fā)生鐵素體的聚集。鋼中較多的鐵素體含量和大量的σ析出相嚴(yán)重降低了不銹鋼的高溫塑性,從而在熱軋過(guò)程中產(chǎn)生了邊部開(kāi)裂現(xiàn)象。
改進(jìn)措施及效果:采用多火軋制措施,保證終軋溫度在1000℃以上,從而控制鋼板中σ相的析出,提高不銹鋼的高溫塑性。優(yōu)化后的軋制工藝終軋溫度為1011℃,顯著改善了鋼板邊部的開(kāi)裂問(wèn)題。
    綜上所述,高氮不銹鋼在熱軋過(guò)程中發(fā)生的邊部開(kāi)裂主要原因是終軋溫度較低,在鐵素體和奧氏體晶界析出了較多的σ相,降低了鋼板的高溫塑性,使得裂紋在鐵素體和奧氏體晶界產(chǎn)生并擴(kuò)展。提高終軋溫度后,減少了鋼板中σ相的析出,鋼板邊部開(kāi)裂現(xiàn)象得到了顯著改善。