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高氮不銹鋼熱軋開裂原因及工藝改進措施

時間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0

高氮無錫不銹鋼是近年來鋼鐵材料領(lǐng)域研究的熱點之一。由于高氮無錫不銹鋼具有高強度、高塑性和良好的耐腐蝕性能,越來越受到人們的重視,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。河北鋼鐵技術(shù)研究總院在對高氮無錫不銹鋼進行熱軋時發(fā)生了鋼板開裂現(xiàn)象,嚴重影響了產(chǎn)品的開發(fā)進度。通過對高氮不銹鋼軋制開裂后的微觀組織進行觀察分析,研究了其熱軋開裂原因,并進行了工藝改進。

實驗所用高氮不銹鋼的化學成分見表1。軋制在550熱軋機組上進行,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℃,實際軋制工藝參數(shù)見表2。
表1  高氮不銹鋼的化學成分(wt%)                 
C
Mn
Cr
Mo
N
P
S
0.09
12.2
20.4
3.2
0.57
0.014
0.005
 
表2  實際軋制工藝參數(shù)
工藝參數(shù)
開軋溫度/℃
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
 
分別從鋼板開裂處和中間部位進行取樣,研磨、拋光后在王水中進行腐蝕,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,大量的位錯運動至σ析出相時形成塞積,在其周圍形成較大的應(yīng)力集中,在軋制過程中拉應(yīng)力會導(dǎo)致裂紋在鐵素體和奧氏體邊界產(chǎn)生并擴展;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析出相嚴重降低了不銹鋼的高溫塑性,從而在熱軋過程中產(chǎn)生了邊部開裂現(xiàn)象。
改進措施及效果: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裂問題。
    綜上所述,高氮不銹鋼在熱軋過程中發(fā)生的邊部開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)生并擴展。提高終軋溫度后,減少了鋼板中σ相的析出,鋼板邊部開裂現(xiàn)象得到了顯著改善。