中厚钢板探伤不合格原因的与控制研究

牟凯

摘 要：我国社会经济在发展的过程中，建筑行业得到较快发展，其中中厚钢板在其中扮演着较为重要的角色，在桥梁、轮船以及海上石油平台中有较为广泛的应用，并且在较大程度上具有较高的安全性与可靠性。此外，在对中厚钢板内部质量实施有效判定的过程中，超声探伤是其中较为有效的检测技术，广泛应用在中厚钢板内部质量检测过程中。本文首先通过试样取材进行有效的检验，通过检验结果对试样组织、试样夹杂物实施了有效的分析，其中着重对MnS进行了深入的分析，最后阐述了其他控制MnS夹杂物方法，比如成分控制、钛处理钢液、轧制过程的优化、热处理技术等方法，以此提出几点意见，仅供参考。

关键词：中厚钢板探伤；不合格原因；控制

前言

我国市场在发展的过程中，大大增加了中厚钢板的需求量，并且在此基础上对内部质量提出了较高的要求。此外，在进行中厚钢板实际生产过程中，很难通过人工检测方法对其进行全面判断，一般情况下采用超声波无损探伤技术对钢板内部质量实施有效判断。该技术在运用过程中的主要原理是超声波进入到钢板厚，钢板内部会发生不同的波形与频率，因从钢板反射的波形有较大的差异性，以此来判断钢板的合格率，这在较大程度上中厚钢板质量，为中厚钢板在不同领域中的较好应用奠定良好的基础。

1 检验材料和方法

1.1检验材料

检验试样来自于扎材，其钢号为A709Gr50F，在扎材出现摊上不合部位进行取样，其祁阳尺寸为120*120*23 mm，并对此取样进行有效的处理加工，这在较大程度上方便不同小试样取样[1]。

1.2检验方法

检验方法主要有以下几个方面：1，对检验试样进行粗磨、细磨，对试样表面采用热稀盐酸侵蚀，对组织实施低倍观察；2，对试样细磨并抛光，对试样表面采用硝酸酒精侵蚀，对金组织采用金相显微镜观察；3，采用自动扫描电镜与电子显微镜进行对试样表面夹杂物分布进行观察。

2 检验结果

2.1 试样组织

由摊上结果显示，钢板厚度中心区有缺陷产生，在厚度约5 mm处有微裂纹，其长度为3 mm。需要采用显微镜对进项组织及家再无分布实施有效观察，以此对微裂纹产生原因以及影响因素实施有效分析。

由金组织可见，其试样组织为铁素体与珠光体，并且有黑色珠光体，带状组织，其中试样厚度中心与边部有一定的差异，主观题带比例相对较大，并且有较宽的宽度，中心晶粒尺存为11.2 ，边部尺寸为7.4 [2]。

2.2 试样夹杂物分析

通过扫描电镜分析结果显示，试样厚度中心周围有塑性夹杂物，其中长度大于50 ，并且出现位置在珠光体组织中，同时沿着珠光体带长轴方向不断向外扩展。由此可以看出，大量微裂纹是引起扎板探巷不合格的主要原因，而夹杂物又是影响微裂纹的主要因素。所以，为了避免扎板内部裂纹情况，需要对带状组织进行有效的控制，但是目前科学技术还不能对带状组织进行完全消除，通过对组织方法进行有效控制，不能对裂纹缺陷进行彻底解决。出现珠光体带与钢中锰的微观偏析有较大的关系，其中珠光体带为锰元素的富集带会在一定环境下生成塑性夹杂物，与实际向吻合。

从上述天就结果可得，本检验试样中出现的微裂纹，较多学者提出的不同的解决方案，需要对整个厚度方向上的夹杂物实施有效的扫描，以此对检验试样有较为全面的了解，其扫描结果显示，夹杂物主要类型有MnS、CaS以及CaO等，在中夹杂物中含硫夹杂物占69.3%，其中MnS夹杂物占含硫夹杂物的25.4%。此外，MnS夹杂物在试样厚度中有较为均匀的分布，尺寸较为统一，保持在10 以内，超过10 的MnS主要集中在厚度中心5 mm内[3]。

由于MnS尺寸存在一定的差异性，其尖端会因应力出现开裂的情况发生，但是裂纹相对比较小，其缺陷不會对钢内部质量产生较大的影响，以此可以看出，在边部小尺寸厚度中心传了大尺寸MnS，主要原因为铸在冷却期间不同厚度方向中的冷却速度有较大的差异性，有学者认为将冷却速度加快能够对MnS夹杂物的生长时间进行减少，以此将尺寸进行降低，显然边部冷却速度快于厚度中心冷却速度。所以，厚度中心的MnS夹杂物与边部相比较大，以此形成了长条形MnS。同时有Ca-Mn-S夹杂物的分布可得一个极为重要的原因是中心钙含量不足所致，所以能够通过加钙处理方法对钢中生成的MnS总量进行有效的抑制，也就是将MnS改编成为较小的CaS与MnS的复合相。

2.3 其他控制MnS夹杂物方法

2.3.1 成分控制

MnS的形貌有一定的差异性，主要有链状、球形以及不规则形状，把MnS以球形分布在钢中，这在较大程度上有利于对裂纹进行有效的改善[4]。采用有效的方法将MnS在不同成分条件下形貌进行析出，可以得出检验钢种成分条件下，生成的MnS是一种球形。

2.3.2 钛处理钢液

在对其进行精炼的过程中，加入适量的钛元素，能够有效使MnS夹杂物在厚度中进行弥散分布，在没有添加钛元素之前，若Mn与S两者的浓度在钢液中达到一定的临界值时，会在凝固之前生成MnS，此过程中的MnS与固液界面有较小的结合能力，其长大主要是靠碰撞来实现。添加钛元素之后，在固液界中会形成一定的钛氧化物，并且在此基础仧MnS主要是以钛氧化物为质点在表面形核长大，同时被固液界进行捕捉。此外，MnS自身的尺寸主要是由于生长时间被降低，因而较为细小。

2.3.3 轧制过程的优化

研究结果显示，变形温度的不断升高，会在较大程度上缩短MnS塑性夹杂物变形长度，主要是因温度的升高能够有效使奥氏体体积分数进行有效的增加，可大大提高钢基体塑性，同时最大程度上能够使硬度降至最低，以此使MnS与钢基体之间的硬度不断降低，其中在变形过程中，大大降低了MnS被拉长的力度。同时，变形速率的减小，能够在较大程度上使再结晶动能增加，并且在此基础上也能使奥氏体体积分数增加，以此使MnS尺寸达到减小的目的[5]。

2.3.4 热处理技术

较多学者通过原位对其实施观察，长条状MnS夹杂物在高温的环境中通过热处理，会出现分裂并球化。研究结果显示，想要提高MnS夹杂物的分裂比例，可以通过对加热速率进行有效的减小、对均热温度进行有效的提高以及增加均热时间等，以此达到其目的，从而实现对产条状MnS实施有效的改性，使钢中分布弥散化。

结语：

综上所述，中厚钢板在探伤不合格的主要原因有偏析、非金属夹杂物以及微裂纹等，所以为了提高探伤合格率，需要提升原料质量的，并且在此基础上对工艺流程进行有效的加热以及冶炼。首先需要采取有效的措施来提高炼钢环节的重要性，以此对钢水硫含量师生有效的降低，以此有效提升钢水纯净度；其次，轧钢工序强化加热控制对热处理进行强化；最后，对钢中氢含量实施有效控制，最大程度降低偏析程度，并且在此基础上对硫化物与微量元素偏聚进行有效的消除，从而有效提高合格率。

参考文献

[1] 赵喜伟，韩乐，刘利香，等. 低合金特厚钢板探伤不合格原因分析[J]. 宽厚板，2017（6）：33-35.

[2] 赵喜伟，张鹏飞，王青，等. S355J0钢板超声波探伤不合格原因分析[J]. 宽厚板，2017（4）：15-17.

[3] 林强，张华，陈国威，等. 压力容器钢板探伤不合格原因分析及工艺优化[J]. 特殊钢，2017（5）：17-21.