冷軋板表面線狀缺陷分析與探討

田成峰 谷國(guó)剛

(山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司研究所，山東271100)

冷軋板表面缺陷是影響冷軋板質(zhì)量最主要的問(wèn)題之一，而表面缺陷則以表面線狀缺陷最為常見(jiàn)。線狀缺陷根據(jù)宏觀形貌可分為“線狀起皮”、“黑線”、“亮線”三種。我公司的冷軋產(chǎn)品近期大量出現(xiàn)這3種類型的缺陷，且3種類型的缺陷往往交叉出現(xiàn)。

1 3種缺陷的金相分析和電鏡分析

冷軋板“線狀起皮”、“黑線”、“亮線”的宏觀圖片如圖1所示。通過(guò)宏觀分析，“線狀起皮”缺陷表面存在肉眼可見(jiàn)的起皮現(xiàn)象，缺陷底部呈黑色；“黑線”缺陷無(wú)手感，顏色呈灰黑色；“亮線”缺陷不僅無(wú)手感，而且只能在一定角度范圍內(nèi)側(cè)光可見(jiàn)。

通過(guò)金相分析，“線狀起皮”、 “黑線”缺陷部位都存在明顯的皮下夾渣現(xiàn)象，缺陷周圍都無(wú)明顯的非金屬夾雜物，組織為鐵素體+滲碳體，是正常的冷軋板組織。因此，金相檢測(cè)就可以確定“線狀起皮”、 “黑線”缺陷形成的原因是由連鑄坯表面皮下夾渣引起的。在多次的研究分析過(guò)程中，還存在部分“黑線”缺陷金相檢測(cè)無(wú)法確切判定，需進(jìn)行掃描電鏡分析。電鏡檢測(cè)缺陷部位成分主要為Fe、O、Al、Si、Ca、Mn、Na、K等，為渣子成分，也是由皮下夾渣引起的。

a)線狀起皮

b)黑線

c)亮線

通過(guò)多次取樣和大量的分析研究發(fā)現(xiàn)，“亮線”缺陷不同于“線狀起皮”和“黑線”缺陷。3種類型的缺陷從宏觀分析上來(lái)看沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，但通過(guò)金相分析、酸洗檢測(cè)、電鏡分析，均得出了不同的試驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論，由此說(shuō)明“亮線”缺陷形成的原因比較復(fù)雜。本文將著重介紹“亮線”缺陷試驗(yàn)方法及得出的結(jié)論，探討該種缺陷的成因。

2 “亮線”缺陷試驗(yàn)方法及其形成原因分析

截取“亮線”缺陷試樣，分別進(jìn)行酸洗檢測(cè)、金相檢測(cè)及掃描電鏡分析。

酸洗檢測(cè)。將試樣放在約70～80℃左右的鹽酸水溶液(體積比例為1∶1)中，分別浸泡1 min、5 min。取出試樣觀察表面形貌，發(fā)現(xiàn)存在3種不同的現(xiàn)象：一種酸洗浸泡1 min后在亮線缺陷部位顯現(xiàn)出明顯的輥印形態(tài)，浸泡5 min后輥印形態(tài)更加明顯，輥印形態(tài)與嚴(yán)重的輥印重合(見(jiàn)圖2)；一種表現(xiàn)為酸洗浸泡1 min后缺陷部位亮線缺陷消失，浸泡5 min后在其他部位出現(xiàn)新的花紋(見(jiàn)圖3)；另一種表現(xiàn)為浸泡1 min后在亮線缺陷部位腐蝕出類似劃痕狀缺陷，浸泡5 min后劃痕狀缺陷更加明顯，局部呈現(xiàn)黑色(見(jiàn)圖4)。

金相分析酸洗后顯現(xiàn)出明顯輥印的試樣發(fā)現(xiàn)，基體內(nèi)無(wú)明顯的非金屬夾雜物，腐蝕后組織為

a)“亮線”缺陷宏觀形貌 b)浸泡5min后顯現(xiàn)出嚴(yán)重的輥印形態(tài)

a)浸泡1min后“亮線”缺陷消失 b)浸泡5min后在其它部位出現(xiàn)新的花紋

a)浸泡1min后“亮線”部位出現(xiàn)的劃痕狀缺陷 b) 浸泡5min后出現(xiàn)的劃痕狀缺陷

正常的冷軋板組織。金相分析酸洗檢測(cè)浸泡5 min后缺陷消失其他部位出現(xiàn)新的花紋的試樣發(fā)現(xiàn)，基體內(nèi)也無(wú)明顯的非金屬夾雜物，腐蝕后組織也為正常的冷軋板組織。金相分析酸洗浸泡5 min后腐蝕出類似劃痕狀缺陷的試樣發(fā)現(xiàn)，缺陷部位也無(wú)明顯的非金屬夾雜物，但存在兩種不同的現(xiàn)象：一種表現(xiàn)為在缺陷部位存在明顯的皮下夾渣現(xiàn)象，另一種表現(xiàn)為在缺陷部位存在高溫氧化及內(nèi)氧化現(xiàn)象。說(shuō)明酸洗檢測(cè)后腐蝕出類似劃痕狀缺陷的“亮線”缺陷是由兩種原因造成的，一種為連鑄坯表面皮下夾渣，另一種為連鑄坯表面微裂紋或熱軋軋破的氣泡進(jìn)一步經(jīng)熱軋冷軋變形最終遺傳到冷軋板上形成的。

掃描電鏡分析酸洗后顯現(xiàn)出明顯輥印的試樣發(fā)現(xiàn)，鋼板表面無(wú)劃擦痕跡，成分主要為Fe，無(wú)其他異常成分。電鏡分析酸洗5 min后“亮線”缺陷消失其他部位腐蝕出新的花紋的試樣，發(fā)現(xiàn)鋼板表面也無(wú)劃擦痕跡，成分也無(wú)異常。

通過(guò)以上的試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，“亮線”缺陷是由4種不同的因素造成：一種是由于冷軋生產(chǎn)時(shí)軋輥磨削不良，造成鋼板表面產(chǎn)生輥?。灰环N是由于連鑄坯表面皮下夾渣引起；一種是由于連鑄坯表面微裂紋或熱軋軋破的氣泡進(jìn)一步經(jīng)熱軋冷軋變形最終遺傳到冷軋板上形成的；還有一種酸洗后亮線缺陷消失腐蝕出新的花紋是由于鋼板表面的花紋不一樣造成的。因?yàn)楹暧^檢測(cè)在一定的角度范圍內(nèi)能看到，在其它角度什么也看不到，說(shuō)明該缺陷與光的反射角度有關(guān)系，也就是鋼板表面的花紋不一樣。因?yàn)樗嵯粗桓淖冧摪灞砻婊y，因此這種“亮線”缺陷很可能是軋輥表面狀態(tài)不好或軋制過(guò)程中工藝控制不好造成鋼板表面花紋不同引起的。

3 結(jié)論

冷軋板表面“線狀起皮”和“黑線”缺陷是由于連鑄坯表面皮下夾渣引起的。造成 “亮線”缺陷的原因較多，軋輥磨削不良、連鑄坯皮下夾渣、連鑄坯表面微裂紋或熱軋軋破的氣泡都可能產(chǎn)生“亮線”缺陷。