厚度32mm碳钢钢板内部缺陷分析

　　摘要：厚度32mm的A572Gr50钢板在进行超声探伤时发现钢板中间位置存在疑似断续“裂纹或分层”现象，经其超声波检验，发现存在大量缺陷回波（但一次回波均不足50%）。为进一步确定中心“缺陷”的性质，从钢板上取样，分别进行了低倍、探伤、力学性能及扫描电镜的检验，具体结果如下：钢板心部出现的缺陷不是裂纹或分层，而是由连铸坯遗传下来的中心疏松和中心偏析，其成分主要是MnS夹杂；钢板心部存在的中心偏析及中心疏松会影响到钢板的Z向性能，对于Z向性能要求严格的构件，建议不使用该钢板。
　　关键词：分层；微裂纹；应力裂纹
　　我公司在对32mm厚的A572Gr50钢板进行超声探伤检查时，发现钢板中间位置存在疑似断续“裂纹或分层”现象，为确定缺陷性质，我们从以下几方面展开分析。
　　1试板情况
　　钢板采用300mm铸坯生产，轧制钢板厚度为32mm（批号：3205554700），具体化学成分见表1。测试结果显示，钢板成品化学成分含量满足标准值要求。
　　表1 钢的化学成分
　　 C Si Mn P S Cr Ni
　　标准值 ≤0.23 0.15~0.40 0.75~1.35 ≤0.04 ≤0.05 - -
　　测试值 0.16 0.28 1.34 0.014 0.002 0.017 0.007
　　 Nb V Ti N Mo Cu Al
　　标准值 0.004~0.06 0.01~0.15 0.006~0.04 0.003~0.015 - - -
　　测试值 0.02 0.015 0.010 0.0043 0.004 0.0053 0.005
　　2探伤检验
　　2.1超声波探伤检验
　　按照ASTMA435标准对来样钢板进行超声波探伤检验，经检验发现在钢板心部位置的确存在一定程度的缺陷回波，但缺陷回波高度均没有超过50%，具体见图1。按ASTMA435标准进行衡量，该钢板是符合标准要求的。
　　图1钢板超声波探伤照片
　　2.2渗透检验
　　将试板沿横向剖开，并对横截面进行着色渗透检验，见图2所示。渗透结果显示，钢板心部仅存在个别的点状缺陷，而没有疑似裂纹或分层的线状缺陷存在，而点状缺陷则主要与中心偏析和疏松有关，这与超声波探伤检测结果是一致的。
　　图2钢板截面渗透检验
　　3低倍检验
　　为进一步验证超声波检验结果，对钢板厚度截面进行了低倍检验，结果见图3所示。从图3中可以明显地看到钢板心部存在一定的中心疏松和中心偏析，钢板并没有心部裂纹、分层或中间裂纹。
　　图3钢板低倍检验
　　4力学性能检验
　　对来样钢板重点进行了Z向性能检验，结果见表2所示。
　　表2钢板Z向性能
　　取样位置 Z
　　Z向 17%
　　GB5313-85 Z15要求：≥15%
　　从钢板Z向性能结果来看，Z向断面收缩率达到17%，高于GB5313-85《厚度方向性能钢板》标准中Z15的要求，厚度方向具有一定的抗层状撕裂性能。
　　5扫描电镜（SEM）检验
　　利用Z向拉伸断口试样进行扫描电镜（SEM）检验，发现断裂位置形貌仍以韧性撕裂为主，但韧窝较浅。除此之外断口上还存在较多片状平台，利用能谱分析发现主要成分为MnS，具体见图4。钢中MnS在中心部位富集从而形成了较为明显的中心偏析及中心疏松。
　　图4 Z向拉伸断口SEM
　　6结论
　　通过对A572Gr.50钢板解剖、分析，得出结论如下：
　　1）钢板心部出现的缺陷不是裂纹或分层，而是由连铸坯遗传下来的中心疏松和中心偏析，其成分主要是MnS夹杂。
　　2）钢板心部存在的中心偏析及中心疏松会影响到钢板的Z向性能。
　　参考文献
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《厚度32mm碳钢钢板内部缺陷分析》

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