1.Var härstammar porositetsdefekten i kallvalsade-rullar?
Porositetsdefekter i kallvalsade-rullar ärvs nästan helt från den uppströms kontinuerligt gjutna plattan, som härrör från hålrum som bildas av gaser i det stelnade stålet under ståltillverkning och stränggjutning. De kan huvudsakligen delas in i två kategorier:
Subkutana bubblor: Små porer gömda under plattans yta. Detta är den primära källan till ytdefekter i kallvalsade-plåtar.
Pinholes/pores: Ännu mindre porer eller porer som finns inom plattan.
Baserat på deras ursprung kan dessa porer klassificeras ytterligare i argonbubblor och reaktionsporer (som CO-bubblor) etc.
2.Hur bildas argonbubblor vid stränggjutning och leder i slutändan till defekter vid kallvalsning?
Bubbelgenerering: Under kontinuerlig gjutning blåses argongas vanligtvis in genom propparna eller det övre munstycket för att förhindra igensättning av det nedsänkta inloppsmunstycket. Under det turbulenta flödet av det smälta stålet bryts denna argongas till små bubblor.
Bubbelindragning: De flesta argonbubblor stiger upp till ytan och absorberas av den skyddande slaggen. Men om argonflödeshastigheten är instabil eller flödesfältet inte är korrekt kontrollerat, kommer vissa argonbubblor att tränga djupt in i kristallisatorn med den smälta stålströmmen och fångas upp av det stelnande ämnesskalet och bildar subkutana porer.
Rolling Evolution: Dessa subkutana porer sträcks ut och tillplattas under varm- och kallvalsning. Om porväggarna misslyckas med att svetsa ordentligt under valsningen kommer de att spricka eller expandera under efterföljande bearbetning, och så småningom bilda avskalning, flagning eller prickliknande defekter på ytan av den kallvalsade-plåten.
3. Förutom argonbubblor, vilka andra metallurgiska faktorer kan orsaka porositet?
Dålig deoxidation: När syrehalten i smält stål är för hög, eller när otillräckliga deoxidationsmedel (som aluminium eller kisel) tillsätts, uppstår en kol-syrereaktion under stelningen, vilket genererar kolmonoxidgas (CO). Om det smälta stålet har hög viskositet eller stelnar för snabbt, kan CO-gasen inte stiga upp och försvinna, fastna inuti ämnet och bilda porer.
Gasövermättnad: Om innehållet av löst väte, kväve eller andra gaser i det smälta stålet är för högt, kommer de att fällas ut under stelningen på grund av en plötslig minskning av lösligheten, vilket potentiellt ackumuleras och bildar porer.
Dålig torkning av munstycken eller skyddsslagg: Om den skyddande slaggen eller munstycksmaterialet som används vid stränggjutning innehåller fukt, kommer det att generera vattenånga vid kontakt med det smälta stålet vid höga temperaturer, vilket omedelbart bildar bubblor som sedan fångas inuti stålet.
Studier indikerar att oxidpartiklar ibland följer med dessa bubblor och kan till och med avlägsnas under efterföljande betning, vilket bara lämnar enkla porer.
4.Hur utvecklas porositetsdefekter under rullningsprocessen? Vilken form tar de slutligen på den kallvalsade-spolen?
Ursprungligt tillstånd: I kontinuerligt gjutna plattor är porerna sfäriska eller ellipsoida, i storlek från mikroskopiska till synliga för blotta ögat, fördelade under ytan eller internt.
Varmvalsningssteg: Under hög temperatur och enormt rullningstryck är porerna tillplattade och förlängda och sträcker sig längs rullriktningen. Om porytorna kan få bra kontakt och svetsa ihop vid hög temperatur kan defekten försvinna; om svetsningen är dålig, bildas mikro-delaminering eller diskontinuitet.
Kallvalsning och glödgningsstadium:
Skalbildning: Osvetsade porer under ytan kommer att exponeras på eller nära ytan under kallvalsning, vilket bildar tunga-liknande utbuktningar (dvs. kraftigt avlagringar).
Tomrumsbildning: Svåra porer eller bubbelkluster, när de rullas till mycket tunna dimensioner, kan inte täckas helt av metall, och så småningom brista och bilda perforeringar.
Blisterbildning: Gas som fångas inuti remsan expanderar under glödgningsuppvärmning, vilket orsakar lokal utbuktning på ytan.
Slutlig form: I kall-valsade produkter visar sig porositetsdefekter vanligen som prickliknande-eller remsor-liknande avskalning, enkla eller flera små hål i grupper och intermittent avskalning.
5.Hur kan vi identifiera defekter orsakade av porer på både makroskopisk och mikroskopisk nivå?
Makroskopiska identifieringsegenskaper:
Distributionsplats: Defekter som orsakas av argonbubblor fördelar sig ofta i kanterna av remsan (20-50 mm från kanten), eftersom kanterna är där bubblor lätt fastnar. Defekter orsakade av inre reaktionsporer kan uppträda var som helst över remsans bredd.
Defektmorfologi:
Pit-liknande peeling: Visas som små, upphöjda prickar utan uppenbara inneslutningar runt dem; vanlig i hög-kolstål eller djup-dragningsstål.
Enkelt litet hål: Ett isolerat litet hål visas på det tunna arket; området runt hålet är slätt, utan tecken på sprickutbredning.
Mikroskopisk bekräftelse:
Metallografisk analys: Ett-tvärsnitt skärs från defektplatsen, marken och observeras. Skalning orsakad av bubblor avslöjar ofta tomrum eller delaminering som sträcker sig längs rullriktningen under, utan några uppenbara icke-metalliska inneslutningar i den omgivande matrisen.
Svepelektronmikroskopi (SEM) och energidispersiv spektroskopi (EDS) analys:
Genom att öppna den skalande huden eller observera den inre väggen av porerna, bevisar detekteringen av argon (Ar) direkt att defekten härrör från argonbubblor (även om argon redan kan ha försvunnit, vilket gör det svårt att upptäcka).
Vanligare är att spårmängder av oxidpartiklar (såsom FeO, MnO, SiO2, etc.) detekteras, vilket indikerar att porerna genomgick inre väggoxidation vid höga temperaturer.
Om en stor mängd skyddande slaggkomponenter som Ca, Na och K detekteras, indikerar det att defekten är mer sannolikt orsakad av slagginneslutning än enkla bubblor.
Nyckelkriterium: Om inga stora mängder makroskopiska inneslutningar hittas på defektplatsen, men morfologin överensstämmer med egenskaperna för "skiktning, bubblande och enstaka porer", och platsen är vid kanten eller om det finns en historia av argoninneslutning i processen, kan det i allmänhet fastställas som en porositetsdefekt.