工程机械用钢Z向裂纹的控制

铭晨

Z向裂纹会导致钢板力学性能恶化，特别是沿厚度方向力学性能显著降低，抗冲击、疲劳能力减弱，易出现层状撕裂。当工程机械用钢板在T形焊接后出现Z向裂纹，会造成大量零件报废，危害极大。

分析认为：钢板中A类夹杂物是其产生主要原因，一般采取降低碳及其他合金元素含量、更加严格控制S元素含量、优化炼钢及轧制工艺等措施来控制。具体是：

1、调整钢的成分

元素的偏聚容易产生带状组织，会降低钢板的力学性能，特别是降低了Z向性能。

（1）钢中显微偏析是C及合金元素分布不均匀所致，S元素聚集产生的硫化物也对钢板裂纹有较大影响。降低C、S元素含量有利于消除偏析，进而减小出现加工裂纹的概率。

（2）为了提高钢板心部质量，在不降低钢板强度的前提下降低合金元素含量，减少C、Si、P、Ti含量。

（3）此外应增加少量Nb元素参与第二相固溶强化，以平衡强度损失。

2、优化炼钢工艺

（1）确保钢水精炼的吹氩时间，根据钢包透气砖的效果调节氩气流量，使脱氧产物充分碰撞、聚集、长大和上浮排出，即可去除钢中夹杂物，提高钢水洁净度。

（2）钢水过热度控制在20～40℃，尽可能保持在30℃左右，避免高过热度浇注，抑制柱状晶生长，有利于改善铸坯内部质量，减少柱状晶一次枝干晶界上出现裂纹的概率。

（3）二冷水喷嘴是否堵塞、设置角度是否合适会对铸坯内部质量产生影响，因此应定期检查和更换二冷水喷嘴。

（4）连铸工序将拉速稳定在1．2m/min，有利于改善铸坯质量。

（5）由于连铸头尾拉速处于不稳定状态，需要将头尾坯切除处理。

3、增加轧制压缩比

在钢板的轧制过程中，合理选择轧制压缩比可以减轻或消除铸坯缺陷对成品产生的负面影响。当压缩比＞5时，钢板中部分中心疏松和偏析缺陷在初期会得到一定程度的改善，随着压缩比增加，钢板中心部位的大颗粒夹杂物开始破碎并在截面上均匀分布，夹杂物含量开始降低，钢板内部组织更加均匀，提高钢板组织稳定性。