钢铁材料表面结疤,截面裂纹中既有氧化铁和夹渣,结疤原因是什么

热轧板轧后表面出现疤块缺陷,局部疤块剥落。缺陷宏观形貌如图。

宏观形貌

热轧板制作工艺流程为:(铁水脱硫)→转炉冶炼→吹氩(真空处理)→连铸→板坯检查→加热→除磷→粗轧→精轧→层流冷却→卷取→(精整)→检查→包装。

在缺陷部位制备横截面试样,磨制抛光后在电镜下观察,缺陷部位可见近乎平行于板面的裂隙,裂隙中一些部位可见Fe的氧化物嵌入:

另一些部位可见大量夹渣存在,见下图:

缺陷截面存在裂纹,裂纹中亦可见较多夹渣与大量FeO,可以推测疤块由夹渣引起。炉渣熔点比钢材低,当炉渣卷入后,铸坯冷却过程中,钢基体首先凝固,炉渣后凝固,在热应力作用下,会在凝固过程中产生热裂纹。如果夹渣离钢材表面很浅,裂纹与钢坯表面空气联通,在高温下空气中的氧会使裂纹表面的Fe发生氧化。

这就是裂纹中可同时观察到夹渣和Fe的氧化物的原因。