熱軋之后發(fā)生角裂是微合金鋼的一種典型缺陷,這種角裂會在結晶器中出現(xiàn),并在隨后的連鑄過程,特別是矯直過程中擴展。在鑄坯表面溫度下,當鑄坯表面經受了比材料固有強度大的熱應變、機械應變或相變應變時,就會出現(xiàn)這種裂紋。在某些熱軋坯中也會出現(xiàn)這種裂紋,這些裂紋形成的機理大致如下:
在晶界處第二相的沉淀硬化,它可能會使熱延性惡化。在微合金鋼,諸如含Nb、V、Al和N的高強度低合金鋼(HSLA)中出現(xiàn)這種開裂的傾向比較大,形成的第二相粒子諸如Nb(CN)、V(CN)、AlN會在γ晶界處析出。
當鑄坯經受因矯直或不均勻的冷卻而產生的拉伸力時,其頂部和角部就會產生較為嚴重的裂紋。二次冷卻強度過高會導致這種開裂滲透。
橫向開裂出現(xiàn)在振動壓痕處以及表面凹陷處,因為這些地方往往偏析嚴重且有粗大的顯微組織出現(xiàn)。此外,這種裂紋總是在晶粒間沿著超大的原始奧氏體晶粒的晶界處出現(xiàn)。
為了減少微合金鋼中橫向裂紋的出現(xiàn),臺灣中鋼公司的技術人員對50BV30微合金鋼連鑄坯進行了研究,50BV30鋼的化學成分為:0.28~0.32C,0.7~0.95Mn,0.3~0.5Cr,0.1~0.15V,0.01Al,≤0.04Ti,0.0118N,≤0.001B。可采取如下措施來減少鑄坯的缺陷:
利用強碳化物形成元素Ti來去除鋼液中自由氮,從而降低AlN、BN在矯直前析出的風險。當Ti/N率提高到比TiN的化學當量(3.42)高時,即使溶質中的氮含量較高時,缺陷率也會降低。
采用比較緩和的二次冷卻強度也有利于提高角部溫度和降低熱應力。研究發(fā)現(xiàn),通過采取合適的二次冷卻制度和析出控制,可以使缺陷發(fā)生率從高于30%大大降低至小于2%。(余冶)