宣鋼焊絲鋼ER70S-6盤(pán)條質(zhì)量控制實(shí)踐

呂艷偉

（河北鋼鐵集團(tuán)宣化鋼鐵公司，河北 宣化075100）

宣鋼冶煉焊絲鋼ER70S-6盤(pán)條整體控制水平較高，得到客戶(hù)一致好評(píng)，市場(chǎng)反饋一致較好。近期部分客戶(hù)反映該鋼種表面氧化鐵皮去除困難，材上表面氧化鐵皮較后，宣鋼立即組織進(jìn)行研究分析。分別從國(guó)內(nèi)先進(jìn)企業(yè)和宣鋼內(nèi)部取樣，從氣體元素含量、盤(pán)條橫截面偏析、盤(pán)條顯微組織、盤(pán)條表面氧化鐵皮等方面進(jìn)行分析對(duì)比。為后續(xù)進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高客戶(hù)滿意度提供有效支撐。

1 取樣基本情況

本次共取10個(gè)試樣，其中1號(hào)—5號(hào)為宣鋼產(chǎn)、6號(hào)—8號(hào)為青鋼產(chǎn)、9號(hào)—10號(hào)為德龍產(chǎn)，規(guī)格均為Φ5.5 mm，樣品實(shí)物圖片如圖1所示。

圖1 樣品實(shí)物圖片

2 氣體元素含量分析

采用TC-500氧氮分析儀、RH600定氫分析儀分析氣體含量（見(jiàn)表1）。

從表1可以看出：

1）與青鋼和德龍相比，宣鋼盤(pán)條的w[O]高，平均值比青鋼、德龍分別高4.4×10-6、8.3×10-6。

2）w[N]宣鋼盤(pán)條低于青鋼和德龍，平均值分別低11.2×10-6、11.5×10-6。

3）w[H]含量整體水平相當(dāng)。

表1 盤(pán)條試樣氣體元素含量 ×10-6

3 盤(pán)條橫截面偏析分析

通過(guò)截取盤(pán)條試樣橫截面心部50倍光學(xué)金相照片如圖2所示。從圖2可以看出，5支宣鋼盤(pán)條試樣心部均未出現(xiàn)明顯的偏析，而青鋼和德龍?jiān)嚇有牟烤霈F(xiàn)了明顯的方框形宏觀的負(fù)偏析[1]，其長(zhǎng)度和寬度見(jiàn)表2。

圖2 盤(pán)條試樣橫截面心部50倍光學(xué)金相圖片

表2 盤(pán)條橫截面方框性宏觀偏析尺寸 μm

4 盤(pán)條顯微組織分析

截取10個(gè)盤(pán)條試樣的橫截面典型500倍光學(xué)金相照片如圖3所示，觀察位置主要是在1/2半徑處，只有3號(hào)樣品時(shí)邊部位置。

從圖3中可以看出，組織均為鐵素體+珠光體[2]，無(wú)異常組織。組織定量分析（采用橫截面200倍光學(xué)金相照片）如表3所示。

圖3 盤(pán)條試樣橫截面典型500倍光學(xué)金相圖片

表3 盤(pán)條橫截面顯微組織定量分析結(jié)果

從上表可以看出，宣鋼5支試樣組織平均含量為85%鐵素體+15%珠光體，鐵素體晶粒平均13.8μm、9.5級(jí)；青鋼3支試樣組織平均含量為85.7%鐵素體+14.3%珠光體，鐵素體晶粒平均13.2μm、9.5級(jí)；德龍2支試樣組織平均含量為82.5%鐵素體+17.5%珠光體，鐵素體晶粒平均11.6μm、10級(jí)。

5 盤(pán)條表面氧化鐵皮分析

對(duì)10支試樣做掃描電鏡觀察表面氧化鐵皮結(jié)構(gòu)，以及氧化鐵皮/基體界面平直度。

5.1 氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)

試樣表面氧化鐵皮典型SEM照片和EDS能譜面掃描結(jié)果如下頁(yè)圖4和圖5所示?？梢钥闯?，氧化鐵皮由外向內(nèi)，依次為Fe2O3、Fe3O4、FeO、Si元素富集層四層結(jié)構(gòu)。

ER70S-6含w(Si)為0.8%～0.95%。鋼材在加熱爐中加熱時(shí)，Si會(huì)在基體表面生成SiO2和FeO組成的具有鐵硅尖晶石相的復(fù)合氧化物[3]。這種組織的黏附性較強(qiáng)，熱軋除磷時(shí)難以除掉，殘留在后續(xù)軋制過(guò)程中容易倍壓入基體，使得氧化鐵皮與基體之間的界面平直度變差。

圖4 盤(pán)條表面氧化鐵皮典型SEM照片和EDS能譜掃描結(jié)果

圖5 盤(pán)條表面氧化鐵皮SEM照片（200倍）

5.2 氧化鐵皮平直度

試樣縱截面表面氧化鐵皮200倍SEM照片表征宏觀形貌，如圖5所示，對(duì)比分析可得：

1）對(duì)于同一支試樣來(lái)說(shuō)，與橫截面比較，縱截面氧化鐵皮相對(duì)完整、緊密、平直度好。橫截面氧化鐵皮易出現(xiàn)破碎，特別時(shí)Fe2O3/Fe3O4界面。這與軋制過(guò)程中的方向性有關(guān)。因此對(duì)比縱截面，宣鋼、青鋼、德龍三家盤(pán)條表面氧化鐵皮平直度均良好，無(wú)明顯差別。

2）對(duì)比橫截面，宣鋼、青鋼、德龍鋼鐵三家表面氧化鐵皮平直度差別較大。青鋼與德龍基本一致，均優(yōu)于宣鋼。宣鋼表面存在有部分氧化鐵皮壓入基體中，惡化了表面平直度。

3）采用圖5所示的測(cè)定氧化鐵皮厚度，隨即測(cè)量5次取平均值，共得10個(gè)數(shù)據(jù)算取平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，分析結(jié)果如表4所示。

表4 氧化鐵皮厚度 μm

6 結(jié)論

1）與青鋼和德龍相比，宣鋼盤(pán)條的[O]含量高，[N]含量較低，[H]含量基本相當(dāng)。

2）宣鋼樣品心部均未出現(xiàn)明顯的偏析，而青鋼和德龍樣品心部均出現(xiàn)明顯方框形宏觀負(fù)偏差。

3）三家組織均為鐵素體+珠光體，無(wú)異常組織。

4）青鋼和德龍表面氧化鐵皮平直度基本一致，均優(yōu)于宣鋼。宣鋼盤(pán)條存在部分氧化鐵皮壓入基體中，惡化了表面平直度。

5）宣鋼表面氧化鐵皮厚度比青鋼和德龍分別大3.6μm和0.4μm。宣鋼表面氧化鐵皮厚度均勻性差。