DL166H预硬扁钢侧面纵裂原因分析

叶世圣1,李旭阳2,苑宏涛3

1东北特钢集团第二轧钢厂 辽宁 大连 116100

2东北特钢集团总工办 辽宁 大连 116100

3东北特钢集团质检处 辽宁 大连 116100

摘要：DL166H扁钢，在线预硬后下坑缓冷，辊底炉回火后精整检查发现侧面纵裂。裂纹断续，未延伸至端面，裂纹取料分析，有裂纹源，裂纹源有脱碳。

关键词：DL166H扁钢   侧面纵裂   红转   在线预硬  组织   分析   脱碳

DL166H扁钢，规格41*510mm，精整检查时发现侧面纵裂，裂纹成断续，并且不在一条水平线上，未延伸至端面，根据图片观察，与应力裂纹不同，见下图1。

工艺流程为：连铸380*490方坯——大型材开坯——红转模具钢加热炉——轧制——切断——在线预硬——下坑缓冷——出坑辊底炉回火——矫直——探伤——精整。

工艺执行：加热温度1170℃，加热时间1小时40分钟，模具钢轧机开轧温度1145℃，终轧温度956℃，经过热锯切断后，在线预硬，在线预硬入口温度670℃，出口温度145℃，预硬后上冷床30mins后下坑缓冷，缓冷24h后出坑转辊底炉回火，回火温度570℃，回火出炉温度195℃，带温矫直，温度降至40℃后超声探伤，检查表面。

图1

1 、模具钢生产过程调查与分析

   1.1工装设备检查

开坯设备：检查大型材车间轧辊，过钢件等，设备点检正常。

轧制设备：检查模具钢加热炉，模具钢轧机，轧辊，辊道等，设备点检正常。

预硬设备：检查模具钢车间在线预硬设备，各阀门，喷嘴，辊道等，设备点检正常。

缓冷坑：检查缓冷坑，坑内耐火棉没有破损，坑盖没有变形。

回火设备：辊底炉加热管，各区域热电偶，设备点检正常。

矫直设备：七辊矫直机，矫直辊表面质量，设备点检正常。

通过以上对工装设备检查，未发现设备问题。

2.2工艺执行分析

通过实际工艺执行数据表1和工艺要求数据表2对比，实际执行均在工艺要求范围内，因此可以确定不是工艺执行问题。

表1  DL166H生产数据

开轧温度℃		终轧温度℃		预硬入口温度℃	预硬出口温度℃		缓冷时间h	回火温度℃	出炉温度℃
1145	956		670			145	25	570	195

表2  DL166H工艺要求

开轧温度℃	终轧温度℃		预硬入口温度℃		预硬出口温度℃		缓冷时间h	回火温度℃	出炉温度℃
1140-1160		≥850		≥650		≤150	24-72	570	≤250

2.3调查加热炉加热温度和辊底炉回火温度曲线

加热炉加热温度：通过曲线看，入炉温度625℃，按200℃/h升温至1170℃，在1170℃保温20分钟后，出炉轧制。

辊底炉回火温度：通过曲线看，入炉温度50℃，按100℃/h升温至570℃，保温13h，后随炉冷却至200℃出炉。

    通过温度历史曲线看，加热炉加热和辊底炉回火过程符合工艺要求。

2 取料形貌观察与组织分析

2.1在有裂纹的钢材上，选取具有代表性的裂纹，在裂纹处取料，对裂纹处横截面进行金相检验，见图2，图3。

图2                         图3

通过对裂纹处放大100倍发现，靠近表层的裂纹处有明显圆角，在圆角底部突然出现向内部延伸的裂纹。

对圆角处裂纹放大500倍观察，裂纹边部存在脱碳。由于DL166H在轧制后只进行一次回火加热，回火保温温度570℃，因此不会产生脱碳，因此分析裂纹处有脱碳，说明在轧制前的坯料上就存在裂纹，经过加热炉加热后产生脱碳。

因此分析，产生裂纹的主要原因是坯料存在裂纹导致。

3、大型材开坯过程调查分析

根据取料金相分析，可能是坯料存在缺陷，调查连铸380*490坯料验收情况，根据检查员的坯料验收记录，连铸坯来料没有发现表面裂纹缺陷，因此确认裂纹是在大型材开坯过程产生。

通过对大型材开坯过程在线跟踪发现，由于开坯时不断反复的轧制，为了保证宽度达到516mm，因此轧制过程对宽度方向几乎没有压下，最终达到坯料宽度120*516mm，但是当坯料冷却至室温后发现，坯料侧面存在明显的褶皱问题，而褶皱位置刚好与成品裂纹位置一致。

4、再次试验生产

后续再次生产，以上生产工艺不变，仅对工艺流程稍加改动，即原大型材开坯后红转模具钢车间改为开坯后，修磨机对侧面褶皱进行修磨，修磨后再转模具钢加热炉生产，通过对生产过程跟踪，最终在精整检查过程，侧面没有产生纵裂。

总结：

1、整个生产流程的工装设备没有问题。

2、轧制成品过程，热处理过程工艺执行没有问题。

3、通过对裂纹宏观表面观察裂纹不是应力开裂。

4、通过对裂纹处金相分析，裂纹源头有圆角，并且有脱碳，说明在轧制前坯料就有裂纹。

5、大型材开坯过程，为保证宽度，导致坯料侧面产生褶皱问题。

综上所述，造成DL166H侧面纵裂的主要原因是坯料存在原始裂纹，而原始裂纹是大型材开坯过程导致的坯料褶皱，通过试验坯料经过修磨后生产没有纵裂问题，因此后续再生产时，大型材开坯必须经过修磨机修磨后再投入生产，可保证不出现批量性纵裂问题。