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发表于 2008-4-16 23:09:42
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质疑"白点" 二
( O6 ^' d( E! [+ r合金钢中对“白点”比较敏感的元素是Cr、Mn、V等。这些元素都是第四周期与铁晶格尺寸相近的元素与Fe的半径相近,形成置换固溶体,合金元素周边的晶格发生畸变,产生短程应力区。通过这种畸变使钢的强度增加,也使塑性降低。因此Cr、Mn、Ni、v钢是“白点”敏感钢种,实际也是应力裂纹敏感钢种。当这些合金钢中有薄弱环节时,在各种应力的作用下,裂纹倾向变得显著。在连铸这些钢种,如轴承钢时,在校直应力,有时也有液芯压下的加工应力,使钢坯处于严重的应力不均匀状态。如果没缓冷等技术措施以松驰应力,那么在钢的薄弱区,如夹杂物或空滑及技晶间隙处,在拉应力作用下形成裂纹,这样的裂纹形貌同“白点”。回顾十几年合金钢尤其是轴承钢连铸的历史,尽管通过真空精炼已经将氢降至很低,但对保温、缓冷这些可以松驰应力的手段不重视,因而出现的裂纹更多了。出现这种情况的根本原因在于“白点“理论将因果颠倒所致。可以说,由于
, X) {& w2 a4 c# k 对应力的不重视,使中国的合金钢连铸进展缓慢,早期进口的几台合金钢连铸设备几乎全部拆除。这些问题的产生是与基本概念模糊有关的。因为人们接受钢中氢高引起“白点”这样一个理论,认为只要降低钢中氢就会减少或消除“白点“,因此普遍重视真空设备的建设。在模注时代,由于真空炉外精炼的发展,夹杂物的减少,裂纹源自然减少,因而“白点“减少了。连铸出现后尽管钢液的纯净度在提高,但由于连铸时的加工应力大幅度增加与组织应力的增加,加之以为经过真空处理,保温、缓冷这些可以松驰应力的手段就可以忽视,因而出现的裂纹更多了。! ?; I8 H' ^' |/ k( Y; G1 g" C
关于“白点”至今人们仍有两个疑问即:“白点”为什么是“白”的。依本文作者之见解,所谓“白点”,是短程区域内在拉应力下的微小断口。对于引起晶格畸形强化的合金、含碳较高的低应变能力钢易于出现,当这种情况发生在钢的薄弱微区时即出现。 , \& b$ d2 y" Q6 J! M& p
至此,总结本文观点如下:5 `& u# N! Z6 B+ R0 Z
1、钢中“白点”是一种应力裂纹,是应力作用的微小断口,氢能促进这种断口的增多;2 }8 V" J+ L5 _4 A2 p8 A( N5 z: l( B
2、对于结晶过程缓慢的钢应力比较小,裂纹倾向也比较小;
6 [- \7 q; J# E) [) F5 r# l 3、传统的去氢缓冷、保温措施本质上是一种去应力措施,同时也达到去氢效果,所以可以消除“白点”;2 m! [1 [ j0 P' U' T
4、连铸钢有许多类“白点”裂纹的原因是连铸坯具有更高的组织应力与加工应力。不管钢液中氢多低,只要没有钢锭与钢材的缓冷,这种缺陷必然出现,与是否经过严格的真空精炼过程无关;6 b3 t! ^& z, v$ E* A
5、现代特钢生产“四位一体”工艺中“白点”更敏感。对于大型钢材的生产,流程缓冷、保温措施不可以省略;
3 X1 v' Z& L, C( S7 s8 p, ], P5 _ 6、未经真空处理的钢,钢锭与钢材缓冷保温做好,不会出现“白点”。经过真空处理氢含量很低的钢,不注意缓冷与保温同样出“白点”。8 ^7 m$ M* \2 O4 c& y
正确的基础理论是正确的设备布置与工艺制订的基础。由于本文作者从金属物理到钢铁冶金跨专业的学习与特殊的实践环境,对上述问题有所思考,并向穆敬飞、逯登尧、董书通、李孟喜、王忠英、王金海等专家请教并进行了有益的讨论。 2 S- u& m% [1 _
由于自己专业知识水平限制,观点错误在所难免。只要国内钢铁冶金尤其是特殊钢生产同行能够注意到应力的问题,注意使用缓冷、保温等工艺过程即是万幸了。 |
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