1.Откуда возникает дефект пористости в холоднокатаных рулонах?
Дефекты пористости в холоднокатаных рулонах почти полностью унаследованы от предшествующих непрерывно отлитых слябов и возникают из-за пустот, образованных газами внутри затвердевшей стали во время выплавки стали и непрерывной разливки. В основном их можно разделить на две категории:
Подкожные пузырьки: крошечные поры, скрытые под поверхностью пластины. Это основной источник поверхностных дефектов холоднокатаных листов.
Отверстия/поры: еще более мелкие поры или поры, расположенные внутри плиты.
В зависимости от происхождения эти поры можно разделить на пузырьки аргона и реакционные поры (например, пузырьки CO) и т. д.
2.Как образуются пузырьки аргона при непрерывной разливке и в конечном итоге приводят к дефектам при холодной прокатке?
Образование пузырьков: во время непрерывной разливки аргон обычно вдувается через пробки или верхнее сопло, чтобы предотвратить засорение погружного входного сопла. Под турбулентным потоком расплавленной стали этот газообразный аргон разбивается на крошечные пузырьки.
Унос пузырьков: большинство пузырьков аргона поднимаются на поверхность и поглощаются защитным шлаком. Однако если скорость потока аргона нестабильна или поле потока не контролируется должным образом, некоторые пузырьки аргона проникнут глубоко в кристаллизатор вместе с потоком расплавленной стали и захватятся затвердевающей оболочкой заготовки, образуя подкожные поры.
Rolling Evolution: эти подкожные поры растягиваются и сглаживаются во время горячего и холодного прокатывания. Если стенки пор не свариваются должным образом во время прокатки, они растрескаются или расширятся во время последующей обработки, в конечном итоге образуя отслаивание, шелушение или точечные -дефекты на поверхности холодно-прокатанного листа.
3. Какие еще металлургические факторы, помимо пузырьков аргона, могут вызвать пористость?
Плохое раскисление. Если содержание кислорода в расплавленной стали слишком велико или при добавлении недостаточного количества раскислителей (таких как алюминий или кремний), во время затвердевания происходит реакция углерода-кислорода, в результате которой образуется газ окись углерода (CO). Если расплавленная сталь имеет высокую вязкость или затвердевает слишком быстро, газ CO не может подняться и выйти наружу, задерживаясь внутри заготовки и образуя поры.
Пересыщение газа: если содержание растворенного водорода, азота или других газов в расплавленной стали слишком велико, они выпадают в осадок во время затвердевания из-за внезапного падения растворимости, потенциально накапливаясь и образуя поры.
Плохая сушка сопел или защитного шлака. Если защитный шлак или материал сопел, используемый при непрерывной разливке, содержит влагу, при контакте с расплавленной сталью при высоких температурах образуется водяной пар, мгновенно образующий пузырьки, которые затем задерживаются внутри стали.
Исследования показывают, что частицы оксида иногда сопровождают эти пузырьки и даже могут быть удалены при последующем травлении, оставляя только простые поры.
4.Как развиваются дефекты пористости в процессе прокатки? Какую форму они в конечном итоге принимают в холоднокатаном рулоне?
Исходное состояние: в непрерывнолитых слябах поры имеют сферическую или эллипсоидальную форму, размер которых варьируется от микроскопических до видимых невооруженным глазом, распределенных под поверхностью или внутри.
Стадия горячей прокатки: под воздействием высокой температуры и огромного давления прокатки поры сплющиваются и удлиняются, простираясь вдоль направления прокатки. Если поверхности пор могут хорошо соприкоснуться и свариться при высокой температуре, дефект может исчезнуть; при плохой сварке образуются микро-расслоения или несплошности.
Стадия холодной прокатки и отжига:
Образование окалины. Незаваренные подповерхностные поры обнажаются на поверхности или рядом с ней во время утонения холодной прокаткой, образуя язычки,-подобные выпуклостям (т. е. тяжелую окалину).
Образование пустот: крупные поры или скопления пузырьков, раскатанные до очень тонких размеров, не могут быть полностью покрыты металлом и в конечном итоге разрываются с образованием перфораций.
Образование блистеров: газ, захваченный внутри полосы, расширяется во время нагрева отжига, вызывая локальное вздутие на поверхности.
Окончательная форма: в холоднокатаном-прокатном прокате дефекты пористости обычно проявляются в виде точечного-или полосового-отслаивания, одиночных или множественных сгруппированных мелких отверстий и прерывистого отслаивания.
5.Как мы можем выявить дефекты, вызванные порами, как на макроскопическом, так и на микроскопическом уровне?
Макроскопические идентификационные характеристики:
Место распространения: Дефекты, вызванные пузырьками аргона, часто распространяются по краям ленты (20-50 мм от края), поскольку именно на краях пузырьки легко задерживаются. Дефекты, вызванные внутренними реакционными порами, могут появиться в любом месте по ширине полосы.
Морфология дефекта:
Ямки-как шелушение: выглядят как маленькие выпуклые точки без видимых включений вокруг них; обычно используется в высоко-углеродистой стали или стали глубокой-вытяжки.
Одиночное маленькое отверстие: на тонком листе появляется изолированное маленькое отверстие; Область вокруг отверстия гладкая, без признаков распространения трещины.
Микроскопическое подтверждение:
Металлографический анализ. Поперечное-сечение вырезается в месте дефекта, шлифуется и осматривается. Отслаивание, вызванное пузырьками, часто обнаруживает пустоты или расслоения, распространяющиеся вдоль направления прокатки под ним, без очевидных не- включений в окружающей матрице.
Анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и энергодисперсионной спектроскопии (ЭДС):
Вскрыв отслаивающуюся кожу или осмотрев внутреннюю стенку пор, обнаружение аргона (Ar) напрямую доказывает, что дефект возникает из-за пузырьков аргона (хотя аргон, возможно, уже рассеялся, что затрудняет обнаружение).
Чаще всего обнаруживаются следовые количества частиц оксидов (таких как FeO, MnO, SiO₂ и т. д.), что указывает на то, что поры подверглись окислению внутренних стенок при высоких температурах.
Если обнаружено большое количество защитных компонентов шлака, таких как Ca, Na и K, это указывает на то, что дефект, скорее всего, вызван захватом шлака, а не простыми пузырьками.
Ключевой критерий: если на месте дефекта не обнаружено большого количества макроскопических включений, но морфология соответствует характеристикам «слоистости, пузырения и одиночных пор», а расположение находится на краю или в процессе имеется история захвата аргона, то это, как правило, можно определить как дефект пористости.