低碳贝氏体高强钢探伤不合原因分析

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1、第31卷第3期山东冶金Vol.31No.32009年6月ShandongMetallurgyJune2009?????????????????试验研究???????????低碳贝氏体高强钢探伤不合原因分析李梅广，胡淑娥，冯勇（济钢集团有限公司技术中心，山东济南250101）摘要：通过金相、原位分析、扫描电镜、能谱等分析测试手段对低碳贝氏体（LCB）高强钢在探伤（NDT）中出现的分层进行了分析。研究结果表明：引起分层的主要因素是MnS夹杂，C偏析导致的心部异常组织和Nb、Ti的碳化物夹杂也加剧了分层倾向。通过系

2、列的工艺整改措施，钢板分层情况大大降低，探伤合格率提高30%以上。关键词：低碳贝氏体；高强钢；无损探伤；分层中图分类号：TG115文献标识码：A文章编号：1004-4620（2009）03-0038-03钢板轧后分层原因很多，有很多文献对此进行1前言［1-2］了探讨，但本研究的分层是因为冷矫后才发现低碳贝氏体钢是国际上近20a来发展的高强（没有冷矫的探伤均合格），与轧后直接分层的原因度、高韧性、焊接性能优良的新钢系，被誉为21世纪显然不同，国内外也没有相关文献对此进行报道。绿色环保钢种。该类钢在美国、英国、日

3、本、德国等为提高探伤合格率，探讨分层产生机理，研究工艺发达国家的石油天然气管线用钢、工程机械、采挖解决方法，对此问题进行了试验分析。机械、重型汽车、集装箱、造船、海军舰艇等领域得2试验材料及方法到了广泛的应用。济钢从2005年开始研发低碳贝氏体高强钢至试样取自现场冷矫后探伤有分层的钢板。钢今，已成功开发600～1000MPa系列贝氏体高强板生产工艺为：转炉冶炼→VD（RH）精炼→TMCP→钢，广泛应用于工程机械行业，其力学性能、焊接性回火→矫直→探伤。为了准确地捕捉到缺陷部位，能、机械加工性能优良。济钢最近为

4、客户生产的一利用超声波无损检测仪对钢板的无损检测缺陷进批30mm厚的600MPa级低碳贝氏体高强钢，用行准确定位，并按要求取样。对超声波探伤分层部TMCP工艺轧制后尾部上翘，因此用6300t矫直机位试样进行逐层刨削，并进行光谱分析，进行金相对其进行了冷矫，矫直后探伤，有少量钢板矫直部和扫描电镜、能谱仪等检验。位出现分层，影响了该钢种的推广应用。试验材料的化学成分见表1。表1试验材料的化学成分％牌号级别CSiMnPSTiNb/Ni等60kg≤0.18≤0.60≤1.90≤0.030≤0.0250.010～0.0

5、35微量MA组元混合的组织。在图1中，试样中心有2处分3试验检测分析结果层，在分层a处，可以看出两边的组织截然不同，左3.1化学成分检验边为粒状贝氏体，而右边为板条贝氏体。［3］通过光谱分析，钢的化学成分均控制在技术要粒状贝氏体强度和韧性较板条贝氏体差，在求的合理范围内，与以前生产的同类型合格品差别受到外部冷矫的剪切力时，因两种组织的硬度差不大。通过系统地分析，本次分层原因基本排除了别，应变速率不一致，导致应力达到两者结合力的化学成分不合的因素。临界值而开裂，可以清晰地看到，分层a处是沿着贝3.2金相检验氏体

6、板条的界面开裂的。另外，该分层大部分如b从金相检测结果可以看出：分层位置一般在钢处一样，发现了分层中有密集的MnS状夹杂。有待板中心附近，该钢板的1/4处和表面组织都良好，为于SEM进一步验证。晶界间以板条贝氏体为主和板条内有粒贝和少量3.3原位分析原位分析的原理是以单次火花放电理论及信收稿日期：2009-03-26号分辨提取技术为基础，利用火花微束（探针）技作者简介：李梅广，男，1976年生，2006年毕业于山东科技大学金属术、无预燃连续激发同步扫描定位技术，并据此获材料专业，硕士。现为济钢技术中心结构钢研

7、究室工程师，从事新产品开发工作。得数以百万计与材料原位置相对应的各元素原始38李梅广等低碳贝氏体高强钢探伤不合原因分析2009年第3期##钢板的1、2试样中，在分层处除发现MnS夹杂外，通过对一些断续的裂纹分层处的白色块状物的能谱分析，还发现了主要以Nb、Ti碳化物的形式存在的夹杂。图11#试样中心组织图41#分层试样SEM形貌表21#分层试样能谱分析化学成分%谱图FSiSMnFeCuHg11.7929.3052.3311.944.6525.9830.5954.778.66图22#试样1/4处组织30.413

8、.2794.611.7143.0296.040.95含量及状态信息，用统计解析的方法定量表征材料的偏析度。该项技术可以获得金属材料较大尺度范围内各成分的位置分布、状态分布及定量分布的［4］准确信息。#对1试样中心处分层部位做原位分析，试样中心部位存在C偏析。上下贝氏体均由铁素体和碳化物两相组成，相同控轧条件下，C含量较高处更容易形成板条贝氏体，较低处更容易形成粒状贝氏体，因此，很明显是C偏析引起成分