電渣凝固大型板坯表面微裂紋形成機(jī)理及工藝優(yōu)化的研究.pdf

1、含Ni4％鋼是一種屈服強(qiáng)度大于800MPa級別的低合金、高強(qiáng)度、高韌性的結(jié)構(gòu)鋼。主要用于制造船舶、壓力容器等重要產(chǎn)品，在我國船舶工業(yè)中占重要地位。該鋼采用低碳NiCrMoV合金設(shè)計(jì)及爐外真空精煉等技術(shù)措施。
　　為了獲得更加純凈、均勻、致密的組織，降低夾雜物的含量，減少宏觀偏析，提高鋼的力學(xué)性能，某廠研究決定在現(xiàn)有的生產(chǎn)基礎(chǔ)上增加電渣精煉手段，以獲得更優(yōu)質(zhì)的鋼材，滿足用戶對鋼材性能更高的要求。但在生產(chǎn)過程中電渣錠表面出現(xiàn)大量的微裂

2、紋缺陷，造成了很大的損失，因此進(jìn)行大型板坯表面微裂紋形成機(jī)理的研究，提出并改進(jìn)生產(chǎn)工藝，對于解決表面微裂紋缺陷的形成意義重大。
　　本文針對含Ni4％大型板坯表面微裂紋缺陷開展了深入的調(diào)查，分析研究了裂紋形成的原因和機(jī)理，提出了改進(jìn)的方案，最后在實(shí)際生產(chǎn)中取得了好的效果。
　　本論文的主要研究成果如下:
　　(1)通過掃描電子顯微鏡、光學(xué)顯微鏡、能譜儀等手段對大型板坯表面微裂紋進(jìn)行分析檢測，初步分析認(rèn)為裂紋形成是應(yīng)力所

3、致。
　　(2)研究了產(chǎn)生晶界脆性的原因。通過X射線光電子能譜儀和俄歇能譜儀對晶界的偏聚情況進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:析出的滲碳體是導(dǎo)致晶界脆性的主要原因。
　　(3)在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場的熱處理工藝，研究氧化層厚度和氧化時間的關(guān)系，分析確定裂紋的產(chǎn)生階段。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:裂紋是在600℃熱處理之前就已經(jīng)形成了，在隨后的600℃保溫過程中，裂紋處被氧化。
　　(4)通過測定大型板坯從表面到心部各點(diǎn)的硬度值，結(jié)合該鋼的奧氏體轉(zhuǎn)

4、變曲線，分析研究電渣凝固大型板坯拆箱后和后續(xù)熱處理工藝中應(yīng)力的情況和表現(xiàn)形式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:大型板坯在拆箱后冷卻及后續(xù)的熱處理過程中，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力為熱應(yīng)力，而非組織應(yīng)力。
　　(5)通過中試試驗(yàn)確定出兩種電渣凝固大型板坯的熱處理方案。兩種熱處理優(yōu)化工藝都能有效地避免因脆性區(qū)析出碳化物而導(dǎo)致的晶界脆性。試驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)超聲波探傷后，電渣錠均未產(chǎn)生表面微裂紋。比較而言采取第一種熱處理優(yōu)化工藝更加經(jīng)濟(jì)、簡便。
　　(6)該方案經(jīng)過