PDF《20钢 管坯 表 面纵 向裂 纹 的形 成机理》

第27卷第

1 期2003年 1月Vo

1 .

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7 No .

1 J a n .

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0 3

2 0钢管坯表 面纵 向裂纹 的形成机理 李慧中,张新明,唐仁政,周卓平 ( 中南大学材料科学与工程学院, 湖南长沙

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8 3 ) 摘要: 用扫描电镜能谱仪 、 金相检验等方法对

2 0钢管坯表面纵向裂纹形成的原 因进行 了综合 分析.结果表明: 非金属 夹杂物超标是导致管坯表面产生纵向裂纹的主要原因. 关键词:

2 0钢 管坯 ;

纵 向裂纹 ;

非金 属 夹杂 物 中图分类号 : T G1

4 2 .

3 1 文献标识码 : A 文章编号 :1

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3 7

3 8 (

2 0

0 3 )

0 1 ―

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5 9 ―

0 3 Lo ng i t u di na l S u r f a c e Cr a c k s Fo r ma t i o n M e c h a ni s m o f

2 0 S t e e l Tu b e Bl a n k LI Hu i ・ z ho n g,ZHANG Xi n - m i n g,TANG Re n - z e n g,ZHOU Zh u o - pi ng ( Ce n t r a l S o u t h Un i v e r s i t y ,Ch a n g s h a

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0 0

8 3 ,Ch i n a ) Ab s t r a c t :A s y n t h e t i c a n a l y s i s o n t h e c a u s e o f l o n g i t u d i n a l s u r f a c e c r a c k i n g o f

2 0 s t e e l t u b e b l a n k h a s b e e n c a r r i e d o u t b y m e a n s o f s c a n n i n g e l e c t r o n mi c r o s c o p e ,e n e r g y s p e c t r o me t e r a n d me t a l l o g r a p h i c e x a m i n a t i o n . Th e r e ― s u i t s s h o we d t h a t t h e ma j o r c a u s e o f l o n g i t u d i n a l s u r f a c e c r a c k i n g o f

2 0 s t e e l t u b e b l a n k s wa s h i g h e r n o n me t a l l i c i n ― c l u s i o n c o n t e n t i n t h e s t e e l t h a n s t a n d a r d v a l u e . Ke y wo r d s:2

0 s t e e l t u b e b l a n k;

l o n g i t u d i n a l c r a c k ;

n o n m e t a l l i c i n c l u s i o n l 引言某钢铁公司采用转炉一连铸一加热一轧制工艺 生产

2 0钢管坯 , 在生产中发现产品表面有大量长短 不一的纵向裂纹, 致使产品合格率 降低.针对这一 现象 , 作者对

2 0钢管坯表面产生纵 向裂纹的原因进 行了分析.

2 试验方法 将20钢管坯裂纹部分按金相和能谱分析要求 制成试样 , 用Polyvar-me t 光学显微镜实测 显微组 织,用JeolJSM一

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0 0 L V扫描电镜(S E M) 配Sigma 能谱仪( E DS ) 进行成分分析 .

3 试验结果及分析

3 .

1 金相 分析 由图

1 可见, 未经浸蚀 的样品的裂纹附近夹杂 物较多, 而且裂纹内有尺寸较大的夹杂物 , 裂纹尖端 也有粗大的夹杂物 , 有 的超过 l O

0 ~ m.按GB

1 0

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1 ―

8 9 标准对裂纹处 的非金属夹杂物进行 了显微评 收稿 日期 :

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0 1 一l1―14;

修订 日期 :

2 0

0 1

1 2

2 4 作者简介 : 李慧中(

1 9

6 9 ~) , 男, 湖南常 宁人 . 中南大学讲师 , 博士生 . 导师 : 张新明教授 定,其结果均大 于 5级.实测其显微硬度 为( HV)

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0 0 MP a , 而基体硬度为( HV)

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5 0 MP a .在同一 试样无裂纹部位( 图2)可见夹杂物不仅数量少而且 尺寸也比较小.这表明

2 0钢管坯表面裂纹的产生 及扩展与钢中的夹杂物有密切关系. 图1管坯表面裂纹及裂纹内的夹杂物

1 O

0 * Fi i g .

1 Th e s ur f a c e c r a c k a n d i n c l us i o n wi t h i n t h e c r a c k o f t u b e b l a n k 钢中大量夹杂物 的存 在一方面割裂 了金 属基 体,减少 了钢受力的有效面积;

另一方面提供 了大量 的裂纹源, 使钢在较小的载荷作用下 , 便以某个夹杂 物为裂纹源产生应力集 中, 当应力达到某一数值时, 随即在此处萌生裂纹.裂纹一旦萌生, 应力松驰便 同时产生, 而在继续增加载荷时, 所产生的应力不再 增加 , 而被裂纹扩展所松驰.推动裂纹扩展 的应力 维普资讯 http://www.cqvip.com 李慧 中, 等:20钢管坯表面纵向裂纹的形成机理 图2管坯无裂纹处显微组织