CrNiMo电渣钢中的质点偏析

huagong

图1  质点偏析低倍形貌


图2  质点偏析断口
CrNiMo电渣钢的质点偏析是一种因酸蚀而出现的低倍冶金缺陷，在酸浸低倍上表现暗黑色的偏析区，其形状有圆形的，也有呈长条形的。X射线能谱仪分析表明，质点偏析区是S,P,C,Cr,Ni,Mn,Si,Al等元素的正偏析，其中S,P元素偏析最为严重。
质点偏析区纵向腐蚀坑下面分布着断续的仿锤状硫化锰条带，质点部位组织呈现比基体较暗的条带状，有硫化锰分布在其中，其组织为回火索氏体。
调质状态下，质点处的断口表现为结晶的条带，有的形成亮片，与基体比较，塑性变形能力明显恶化。圆形、椭圆形质点对应的为条带，长条形状的则表现为片状。
冷弯试验表明，裂纹首先发牛在质点处，每一个长条形质点形成一个孤立的小裂口。随着载荷的增加，裂纹先按质点扩展，然后再按施力线方向延伸。由于质点的存在，形成锯齿形裂纹扩展路径，最后整个试样压断，在断口上发现每个质点对应着一条亮线，质点越大，亮线越宽，见图3。气体含量过多是形成质点的决定性因素，而熔池固、液两相等温面的间距增大，将促进质点偏析的形成。质点偏析只产生于电渣锭的底部，提高初期熔铸质量，适当控制切尾率，是降低或消除质点偏析的有力措施。
拉力试验表明，断面收缩率比正常值降低50%，断裂通过质点，在断口出现一条或两条很宽的贯穿亮线，质点偏析明显降低钢的塑性，见图4。

图3

图4
冲击开口如通过质点，冲击韧度明显降低，在断口上有亮线，冲击韧度降低的多少与亮线所占面积有关，见图5。

图5
将与冷弯试验相同的试样放在落锤上进行抗冲击载荷试验，调整落锤高度，使其冲击吸收功只能产生部分开裂而不致断开。试验结果表明，在冲击载荷作用下，断裂易发生于质点偏析处，见图6。

图6

图7  拉伸断口的基体区属于韧性断裂，每个韧窝中有一颗硫化锰夹杂物

图8  在结晶的亮线区绝大部分为冰糖状沿晶断口，中间有很窄的穿晶韧性断裂条带，形成台阶状断口特征

图9  每层沿晶台阶由一条韧性断裂条带连接，在带中有一条细长的硫化锰夹杂物

图10  沿晶断口呈典型的冰糖状断口特征，并有二次裂纹，图中可看到两条硫化锰夹杂物的露头

图11  在沿晶断裂区沟槽内的长条状硫化锰及其X射线能谱仪定性分析
利用扫描电镜载物台的倾斜，可以看到腐蚀坑与沿晶断裂条带或亮线的直接对应关系。