304酸洗板表面起皮缺陷分析

摘要：304奥氏体不锈钢热轧板面微小裂纹及起皮缺陷很难发现，经退火酸洗后，发现钢板一面沿轧制方向分布着多处的表面细微裂纹及舌状起皮缺陷，经分析主要是连铸坯气泡严重，在加热炉内加热时气泡被烧穿，氧气深入到基体内，内层组织被氧化形成氧化物，在热轧制时气泡附近当应力集中超过了材料其断裂强度就会出现开裂、折叠，板面上表现为微裂纹或起皮缺陷。

关键词：304酸洗板；起皮；气泡；氧化

Analysis of Causes for Surface Peeling of 304 Acid Pickling Plate

CHEN Pei-dunCHEN Mao-jingMA Zheng-wei ZHANG Shuang

（ Shandong Taishan steel Corp.Laiwu271100）

Abstract: The surface micro-crack and surface peeling of 304 hot rolled austenite stainless steel plate was hard to find. After annealing and pickling, a large number of surface crack and surface peeling was found on one side of plate along the rolling direction. The main reason was due to existence of a large number of micro-bubble in the continuous casting billet. When heated in a heating furnace, the bubble was burned through. Oxygen penetrated deeply into the body, and inner organization is oxidized to oxides. During hot rolling, when the concentrated stress exceeded its fracture strength nearby bubbles, crack and folding would be appeared. Surface phenomenon was the micro-crack or peeling defect..

Keywords: 304 Acid Pickling Plate; Surface Peeling; micro-bubble; oxidation

1. 试样材料及方法

1.1 试验材料

试验分析用材料材质为304奥氏体不锈钢酸洗板，其关键生产工艺采用电弧炉EAF+GOR精炼炉冶炼+LF炉冶炼，炉卷轧机轧制。

1.2 试验方法

对304不锈钢酸洗板表面存在的缺陷形貌进行宏观分析；对缺陷试样进行氧、氮气体含量检测分析；通过缺陷部位纵、横向金相试样分析检测夹杂物的类别、级别、奥氏体晶粒度、组织，明确裂纹形成原因；对金相试样、拉伸断口样进行电镜能谱微区检测分析，进一步明确起皮、裂纹与组织关系。

2.试验结果及分析

2.1试样的基本情况

304不锈钢酸洗板试样表面存在的起皮、细微裂纹缺陷数量较多，均分布在板一个表面，沿轧制方向分布的裂纹，分布不规则，个别区域两条裂纹间连接起来，形成类似舌状起皮缺陷，可用刀片轻轻将“舌尖”部位掀起，缺陷部位剪切处出现翘皮。

2.2 氧氮气体含量检测结果

304气体含量检测结果见表1，由表1可见，参照GBT3280-2007 ，304氧含量没有要求，氮含量0.10，根据此标准304氮含量不高。

表1304氧氮气体含量检测结果

Table 1 oxygen and nitrogen content analysis results of 304 annealing pickling plate

类别 O(ppm) N(ppm) 备注

304试样 48 586 实测值

GBT3280-2007 / 1000 国标

3.分析讨论

宏观观察304退火酸洗板，板面上沿轧制方向存在大量的微裂纹与起皮缺陷；参照GBT3280-2007 ，304氧含量没有要求，氮含量0.10，可见304氮含量不高； 304正常基体处组织均为奥氏体+大量的显微气泡， 304组织内显微气泡最长达1.57mm；对缺陷处组织进行分析，发现板面上的两条裂纹在横切面观察时，两个缺口间有一条“黑线”相连，经电镜能谱分析得知，此黑线为氧化物。

根据以上分析可知，304酸洗板表面缺陷产生的主要原因是，连铸坯气泡严重，热轧前在加热炉内加热时气泡被烧穿，氧气通过被烧穿的气泡深入到基体内，内层组织被氧化形成氧化物，因此在热轧制时产生折叠，板面上表现为微裂纹或起皮缺陷。

4.结论

连铸坯气泡严重，在加热炉内加热时气泡被烧穿，氧气深入到基体内，内层组织被氧化形成氧化物，因此在热轧制时气泡及氧化物附近当应力集中超过了材料其断裂强度就会出现开裂、产生折叠，在板面上表现为微裂纹或起皮缺陷。

作者简介：陈培敦，男，1972年生，1997年毕业于首钢工学院钢铁冶金专业；2009年毕业于北京科技大学钢铁冶金专业，工程硕士。现为山东泰山钢铁集团有限公司技术总监，高级工程师，从事钢铁冶金和钢铁材料加工方面的研究工作。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。