Основные группы дефектов, их характерные признаки, расположение и закономерности трансформации: продольные и поперечные трещины. Внутренние дефекты: центральная (осевая) пористость, подкорковый пузырь. Методы профилактики и борьбы с данными дефектами.
Дефекты, представляющие нарушения сплошности металла и отклонения от нормальной заданной макро и микроструктуры, существенно снижают технологическую пластичность металла в условиях его обработки и эксплуатационную стойкость. В данном издании приведена эта классификация с описанием установленных в работе морфологических и генетических признаков, присущих группам и каждому из дефектов в отдельности, которые сохраняются на всех последующих стадиях переработки металла от исходного состояния до конечного продукта. Установлено, что независимо от вида литой продукции (слитков и НЛЗ), а также от вида проката, полученного при горячей деформации металла (прутка, листа, сортового проката, труб), основные морфологические и генетические признаки в структуре металла вокруг дефектов и их форма в сечении одинаковы. По расположению дефекты литого металла (слитков, непрерывно литых заготовок) и проката (блюмов, квадратной и круглой заготовки, листа, гильз, труб и т.д.) делят на две основные группы: дефекты наружной поверхности и дефекты центральной (осевой) зоны слитка (НЛЗ), сортового проката и внутренней поверхности гильз, труб. К характерным морфологическим признакам дефектов относятся: конфигурация на поверхности и в поперечном сечении, расположение и повторяемость по периметру и длине (высоте) металла изделия, размеры (длина, ширина, глубина), расположение структурных составляющих и неметаллических включении и сечении, т.е. их строение.Для единого и правильного понимания природы дефектов и причин их появления очень важно иметь единую унифицированную терминологию, которую рекомендуем использовать всем, кто проводит исследования по установлению природы пороков, причин брака на производстве и в аварийных ситуациях при эксплуатации металлопроката, труб и изделий из них. Исходя из особенностей деформации металла при производстве горяче-деформированных труб, к качеству слитков и НЛЗ предъявляются повышенные требования по чистоте поверхности и состоянию макроструктуры (сплошности, однородности), по загрязненности неметаллическими включениями. Высота усадочной раковины в слитке должна быть регламентирована для того, чтобы обеспечить ее удаление в технологическую обрезь. Не допускаются в макроструктуре: межкристаллитные трещины; инородные металлические и экзогенные неметаллические включения; усадочная рыхлость (литейная рыхлость); у тонувшая корка; мосты; усадка; смещение усадки; газовые раковины в центральной зоне; ликвационные полоски в НЛЗ. Технология производства должна обеспечить минимальную загрязненность металла неметаллическими включениями; газонасыщенность, металла водородом, азотом, кислородом должна быть регламентирована, что на сегодняшний день при массовом производстве выполняется только по азоту в непрерывнолитом металле.
Введение
Металлургия - одна из ведущих отраслей промышленности, обеспечивающая технический прогресс во многих смежных отраслях. Погрому в условиях рыночной экономики повышение конкурентоспособности металлопродукции - актуальное направление в науке и практике. Конкурентоспособность в первую очередь определяется качеством производимого товара. В соответствии с международным стандартом ISO 9000:2000 под качеством понимают степень удовлетворения требований потребителя совокупностью собственных характеристик товара.
К важнейшим характеристикам металла, определяющим его качество, относятся состояние поверхности и структура металла, а также пороки, связанные с процессами производства стали, ее разливкой, кристаллизацией слитков и непрерывно литой заготовки (далее-НЛЗ), условиями их деформации и отделки на всех этапах получения изделий из металлов.
Дефекты, представляющие нарушения сплошности металла и отклонения от нормальной заданной макро и микроструктуры, существенно снижают технологическую пластичность металла в условиях его обработки и эксплуатационную стойкость. Наличие пороков (дефектов), их вид и количество определяются не только совершенством технологий производства, но и степенью их соблюдения на заводах-изготовителях. В связи с этим в задачи установления причин неудовлетворительного качества металлопродукции входит не только выявление дефектов, но и установление их природы и причин возникновения.
Решение этих задач дает возможность совершенствования технологии производства, повышения качества и эксплуатационной надежности изделий из металла. Это стало возможным благодаря работам, проведенным ВНИТИТЕСТ, ГТИ и Национальной Металлургической академией Украины на протяжении последних сорока лет на ряде металлургических и трубных заводов Украины, России, Грузии, Узбекистана. Анализ результатов этих работ, а также полутора тысяч экспертных исследований по установлению причин брака и разрушений металлопродукции с использованием и известных литературных данных дал возможность разработать научно обоснованную классификацию дефектов по природным признакам. В данном издании приведена эта классификация с описанием установленных в работе морфологических и генетических признаков, присущих группам и каждому из дефектов в отдельности, которые сохраняются на всех последующих стадиях переработки металла от исходного состояния до конечного продукта.
Установлено, что независимо от вида литой продукции (слитков и НЛЗ), а также от вида проката, полученного при горячей деформации металла (прутка, листа, сортового проката, труб), основные морфологические и генетические признаки в структуре металла вокруг дефектов и их форма в сечении одинаковы. В зависимости от вида проката может в ряде случаев изменяться внешний вид каждого типа дефекта на поверхности. Исследования металлопродукции с мечеными дефектами показами, что в зависимости от формы металлоизделия, степени вытяжки металла, уширения его в процессе деформации изменяются внешний вид дефекта (конфигурация), его протяженность, ширина, глубина.
Однако для ряда дефектов слитков и НЛЗ их видоизменение при деформации осуществляется одинаково, независимо от вида продукции; ряд дефектов на разных видах проката (кроме труб) имеют одинаковый характер. Например, раскатанные газовые пузыри на поверхности всех видов горячедеформированного проката (кроме труб) представляют прямые продольные волосовидные трещины с плотно сжатыми краями, продольная горячая трещина - прямолинейная. Дефекты - риска, закат, подрез, отпечаток, трещина напряжения, пережог, расслоение имеют одинаковый вид, характерный для каждого из них, на всех типах сортового проката.
Из всех видов металлопродукции, получаемой способом горячей деформации, наиболее острые и трудно решаемые вопросы возникают при обсуждении причин неудовлетворительного качества труб. Поступательно-вращательное движение заготовки при изготовлении труб вскрывает и развивает малейшие несплошности металла с образованием дефектов на их наружной и внутренней поверхности в виде или плен, или расслоений в толще стенки. Этот процесс связан с возникновением значительно неравномерной деформации по периметру, что приводит к сложному напряженному состоянию металла.
Учитывая вышесказанное, одними из задач авторов явились изучение трансформации дефектов от слитка (НЛЗ) до получения труб и разработка их классификации по природным признакам. Представлены классификация и закономерности трансформации дефектов слитков и НЛЗ, блюмов, катаной круглой заготовки до готовых труб из углеродистых, низколегированных и легированных сталей ферритно-перлитного и мартенситного классов.
Анализ работ, проведенных авторами по изучению дефектов листа и рулонной полосы, предназначенных для изготовления электросварных труб, показал, что морфологические и генетические признаки в структуре металла них изделий для однотипных дефектов такие же, как в трубах, произведенных из слитка и непрерывно литой квадратной, прямоугольной, круглой заготовки.
Характерные признаки дефектов, описанные для приведенных видов продукции, присущи всем видам заготовки из углеродистых, легированных и низколегированных конструкционных сталей (спокойных, полуспокойных и кипящих) независимо от способа производства металла, метода разливки, массы слитков и НЛЗ.
Металлу разных способов производства и разливки, кроме общих, могут быть присущи особые дефекты. Например, сетчатые горячие трещины, ликвационные полоски и трещины в заготовках и продукции из непрерывнолитого металла, сотовые пузыри в слитках кипящей стали и т.д.
При установлении причин появления пороков на конкретных видах металлопродукции следует учитывать (кроме природных признаков): размеры дефектов и степень пораженности ими как отдельного изделия, так и партии, прокатанной из одной плавки; периодичность их повторения в пределах одного изделия, партии, плавки, а также частоту их появления в продукции разных партий и разных плавок, изготовленной из одной или разных марок стали, полученной от разных поставщиков металла; конкретные условия производства и переработки металла (нагревов, деформации, отделки, термообработки и т.д.) на данном предприятии.
1. Основные группы дефектов, их характерные признаки, расположение и закономерности трансформации дефект трещина пористость
По расположению дефекты литого металла (слитков, непрерывно литых заготовок) и проката (блюмов, квадратной и круглой заготовки, листа, гильз, труб и т.д.) делят на две основные группы: дефекты наружной поверхности и дефекты центральной (осевой) зоны слитка (НЛЗ), сортового проката и внутренней поверхности гильз, труб. Основные группы делят по природным (генетическим и морфологическим) признакам на подгруппы: пороки наружной поверхности металлопродукции, металлургического (сталеплавильного, прокатного) и трубного переделов. К порокам трубного передела относятся дефекты трубопрокатного происхождения, формы, отделки, термообработки, дефекты труб с высаженными концами и приварными замками [1-5].
Пороки центральной (осевой) зоны слитков (НЛЗ) и заготовки, рассмотренные в этой книге, за редким исключением, имеют сталеплавильное происхождение; пороки внутренней поверхности труб могут быть сталеплавильного и трубопрокатного происхождения.
Дефекты сталеплавильного происхождения являются следствием нарушения или несовершенства технологии при производстве слитков (НЛЗ) при выплавке и прошивке, а также при их дальнейшей переработке в блюм, катаную заготовку, гильзу, трубу.
Дефекты прокатного происхождения являются следствием нарушения или несовершенства технологии прокатки, настройки станов нагрева металла перед прокаткой при производстве блюмов, катаной заготовки, а также при их дальнейшей переработке в трубы.
Дефекты трубного передела являются следствием нарушения или несовершенства технологии нагрева заготовки перед прокаткой в трубы и состояния инструмента, настройки станов, оборудования для отделки, термообработки.
Каждому дефекту присущ свой внешний вид и расположение на поверхности, а также во внутренних слоях металла изделия, своя форма полости и расположения структурных составляющих.
Каждая подгруппа дефектов имеет свои характерные морфологические и генетические признаки в микроструктуре, которые выявляют в процессе проведения металлографических исследований.
К характерным морфологическим признакам дефектов относятся: конфигурация на поверхности и в поперечном сечении, расположение и повторяемость по периметру и длине (высоте) металла изделия, размеры (длина, ширина, глубина), расположение структурных составляющих и неметаллических включении и сечении, т.е. их строение.
К характерным. генетическим признакам относятся: состав структурных составляющих металла вокруг дефекта; обезуглероживание; ликвация легкоплавких компонентов (Р, S, As, Mn и др.); определенные неметаллические включения в полости дефектов, на ее продолжении и вокруг нее; науглероживание т.е. то что появляется в литом металле и наследуется прокатом или появляется в нем и наследуется в результате дальнейшей деформации или других видов переработки и сохраняется в готовых изделиях.
Анализ трансформации дефектов по схеме «слиток (НЛЗ) - блюм - круглая катаная заготовка - гильза - труба» устанавливает следующие основные закономерности [4-13].
1. Дефекты поверхности слитков и НЛЗ при деформации металла трансформируются в определенные дефекты поверхности трубной катаной заготовки (сортового проката, листа).
Дефектов, имеющих прерывистый характер в слитках (НЛЗ), их развитие в процессе деформации проходит и по промежуточным здоровым участкам металла.
3. Дефекты поверхности и макроструктуры слитков (НЛЗ), литой и катаной или кованой трубной заготовки трансформируются на поверхности труб только в плены характерного вида и расположения для каждого типа порока.
Все плены металлургического (сталеплавильного и прокатного) происхождения на бесшовных трубах имеют продольную ориентацию и располагаются по винтовой линии с шагом, значительно превышающим величины подачи заготовки в валках прошивного стана за один ее оборот и равным величине подачи умноженной на коэффициент вытяжки металла при прокатке. Шаг винтовой линии по величине обычно более метра, и тем больше, чем меньше диаметр труб и толщина стенки, т.е. чем больше коэффициент вытяжки металла
Направление винтовой линии, по которой расположены плены наружной поверхности труб, развившиеся из дефектов литой и катаной (кованой) трубной заготовки, обратно направлению вращения валков прошивного стана и обратно направлению движения гильзы при прошивке.
Степень грубости плен на трубах (глубина, ширина, форма краев отслоении) зависит от степени грубости и вида исходных дефектов слитков (НЛЗ) и катаной заготовки.
Глубина дефектов сталеплавильного происхождения у всех видов проката и в трубах переменная по длине раската и колеблется в широком диапазоне - от десятых долей до нескольких миллиметров.
Дефекты поверхности трубной заготовки при прокатке ее в трубы развиваются на ее поверхности в оба конца практически одинаково. Поэтому очаги разрушения металла, как правило, расположены в центральных участках по длине плен, имеющих характерные изменения в структуре металла. На концах плен по длине решение металла затухает по здоровым участкам, не имеющим характерных изменений в микроструктуре. На схеме и в табл. 1 приведена трансформация дефектов от слитков и заготовки до труб.
1.1 Дефекты поверхности
Продольная трещина
Внешний вид дефекта: Трещины на одной или нескольких гранях заготовки, полученной непрерывным литьем, расположены в продольном направлении.
Продольные трещины в основном проходят по середине широкой грани (на одной, чаще на двух, трех, четырех гранях) или углах. Как это видно на рисунке 1, трещины представляют собой узкие разрывы металла, слегка извилистые и прерывистые по длине, более широкие у поверхности суживающиеся вглубь. Кромки и стенки трещины зернистые, окисленные, покрытые окалиной. Ширина дефекта может достигать до 12 мм, длина нескольких метров.
Причины возникновения дефекта: 1. Подготовка металла к разливке: высокое содержание вредных примесей (сера, фосфор, медь, сурьма);
низкое соотношение Mn/S (менее 20);
низкое остаточное содержание алюминия;
перегрев металла.
2. Процесс разливки: смещение оси погружного стакана относительно оси кристаллизатора;
высокая скорость вытягивания (не соответствующая температуре металла);
нарушение равномерности вторичного охлаждения, приводящее в одностороннему прижиму слитка в кристаллизаторе.
3. Работа оборудования: засорение каналов кристаллизатора;
наличие грубых продольных борозд на верхней части рабочих стенок кристаллизатора;
потеря заданной конусности кристаллизатора;
перекосы в качании кристаллизатора;
несоосности (выше допустимых пределов) между кристаллизатором и опорными устройствами ЗВО.
Мероприятия по предотвращению дефекта: 1. Подготовка металла к разливке в соответствии с инструкцией по выплавке и внепечной обработке со строгим соблюдением ограничений по содержанию вредных примесей, режимов раскисления и подачей металла на УНРС с заданной температурой в стальковше.
2. Тщательный контроль положения стакана при установке промковша в рабочем положении, корректировка, при необходимости, во время разливки. Использование ШОС заданного состава для данной группы марок стали. Разливка с заданной скоростью, с учетом температуры металла. Правильная установка расходов воды в ЗВО и систематический контроль за работой орошающих устройств.
3. Замена кристаллизатора при возникновении прямых, ориентированных в одном положении, продольных трещин. Контроль после серии плавок соосности кристаллизатора и 1-ой секции опорных устройств ЗВО. Проверка и устранение перекосов в качании кристаллизаторов.
Предупреждение: Соблюдение температуры и корости разливши (разливать не горячо и не быстро).
Соблюдение требований охлаждения, а также подогрев холодных изложниц.
Примечание. Продольные трещины наблюдаются особенно часто у среднеуглеродистых и низколегированных сталей. Часто обнаруживаются лишь после обдирки поверхности слитка.
В большинстве случаев слитки с продольными трещинами идут в скрап. У кипящей стали продольные трещины встречаются реже, так как благодаря кипению в изложнице создаются более благоприятные термические условия (для затвердевания).
Рисунок 1 - Продольные трещины на гранях круга
1.2 Поперечные трещины
Внешний вид дефекта: На рисунке 2 изображена трещина, проходящая по боковой поверхности и (или) выходящая через ребро располагается поперек продольной оси заготовки. Поперечные трещины на гранях проходят по ужиминам, на ребрах по ослабленным местам, связанным с заворотом корки. Трещины бывают широко открытыми или тонкими в зависимости от величины деформации в поверхностном слое.
Причины возникновения дефекта: 1. Подготовка металла к разливке: высокое содержание вредных примесей (сера, фосфор, медь, сурьма);
низкое соотношение Mn/S (менее 20);
низкое остаточное содержание алюминия;
перегрев металла;
недораскисленный металла (повышенная адгезия).
2. Смещение струи металла к одной из стенок, резкое колебание уровня металла в кристаллизаторе, неравномерность вторичного охлаждения (односторонний прижим слитка к стенке кристаллизатора), разгиб переохлажденного слитка.
3. Перекос в качании кристаллизатора, коробление стенок кристаллизатора («талия» в гильзовом кристаллизаторе), несоосность кристаллизатора и первой опорной секции ЗВО.
Мероприятия по предотвращению дефекта: 1. Подготовка металла к разливке в соответствии с инструкцией по выплавке и внепечной обработке со строгим соблюдением ограничений по содержанию вредных примесей, отдача металла на УНРС с заданной температурой в стальковше. Строгое соблюдение положений инструкции по раскислению.
2. Контроль и корректировка положения стакана по ходу разливки, тщательное соблюдение требований по поддержанию заданного уровня и пределов колебаний при ручном и автоматическом управлении расходом металла, уменьшение интенсивности охлаждения слитка в нижних секциях ЗВО, устранение перекосов в охлаждении слитка в ЗВО.
3. Замена кристаллизатора, контроль и корректировка режимов качания и соосности кристаллизатора и 1-ой секции ЗВО.
Для устранения таких дефектов как поперечные трещины, ликвидируют торможения при свободной усадке металла, проводя своевременно ремонт или отбраковку изложниц и обеспечивая плотную хорошо отцентрированную установку прибыльной надставки на изложницу.
Применение исходной литой заготовки без поперечных трещин.
Регламентированный нагрев при прокатке, соответствующий данной марки стали и размерам полуфабрикатов.
Оптимальная степень обжатия за один проход и соответствующее оптимальное распределение частных обжатий по проходам. Так как трещины, как правило, распространяются глубоко внутрь металла, устранение их возможно лишь в редких случаях и в ограниченной степени.
Внешний вид дефекта: На рисунке 3 видно, что перпендикулярно к ребрам заготовки по всему ее периметру наблюдаются пережимы поверхности. Различают широкие (поясное образование) и узкие пережимы (уступы заливки). Дефект часто наблюдается вместе с локальным расположением шлака и скоплениями пор.
Рисунок 2 - Поперечные трещины на гранях дефект трещина пористость
Рисунок 3 - Поперечные пережимы (неслитина)
Причины возникновения дефекта: Прерывание процесса разливки вследствие нарушения технологии и технических неполадок.
Мероприятия по предотвращению дефекта: Тщательный уход за машиной непрерывного литья заготовок для устранения причин, вызывающих нарушения (прерывание) процесса разливки. Подогрев промежуточного устройства машины непрерывного литья заготовок. Оптимальный выходной размер промежуточного устройства. Текущий контроль формирования струи при разливке. Дефекты могут быть устранены только при их малом развитии путем огневой зачистки.
2. Внутренние дефекты
2.1 Центральная пористость
Внешний вид дефекта: Нарушение сплошности металла в осевой зоне непрерывнолитой заготовки, образующееся в зоне встречи фронтов кристаллизации. Может иметь форму единичной или прилегающих друг к другу нескольких полостей, разделенных прослойками металла, как это видно на рисунке 4. Диаметр дефекта может достигать 30 мм. Края полости неровные, часто в виде дендридных кристаллов, при доступе воздуха - окисленные. В продольном сечении центральная пористость может быть двух видов: 1. V-образная, когда участок сосредоточенной пористости постепенно по длине заготовки переходит в пористость, рассредоточенную по осевой зоне, диаметр которой увеличивается по мере удаления от исходной поры и может достигать половины радиуса круглой или четверти стороны квадратной заготовки. По длине заготовки V-образная пористость может циклически повторяться с интервалом составляющим приблизительно 3 диаметра круглой или 3 стороны квадратной заготовки.
2. Шнуровая, имеющая примерно одинаковый размер по длине заготовки.
Причина возникновения дефекта: Не обеспечивается достаточное поступление жидкого металла в объемы, где заканчивается затвердевание; этот дефект особенно в большой степени проявляется с ростом скорости охлаждения и при повышенной газонасыщенности стали.
Рисунок 4 - Центральная пористость
Мероприятия по предотвращению дефекта: Оптимальная температура литья и оптимальная скорость охлаждения. Устранить данный тип дефекта можно путем вырезки дефектной части в пределах, обеспечивающих последующую прокатку.
В большинстве случаев не имеет значения, если усадочные раковины не вскрыты (их поверхность не окислена), так как пустоты при горячей деформации соединяются (закрываются) и металл сваривается. Однако всегда следует стремиться к минимизации центральной усадочной пористости. Величина и форма пустот (раковин) зависит от размера заготовки, температуры разливки и скорости охлаждения. Высоколегированные стали более склонны к центральной пористости.
2.2 Осевая ликвация
Внешний вид дефекта: Обогащение центральной зоны ликвирующими элементами.
Причина возникновения дефекта: На рисунке 5 видно, что обогащенный примесями остаточный расплав вытесняется фронтом кристаллизации в середину.
Рисунок 5 - Осевая ликвация
Мероприятия по предотвращению дефекта: Полностью избежать ликвации невозможно. Она может быть снижена путем ограничения содержания ликвирующих элементов и соблюдения оптимальных условий литья. По сравнению со слитками в непрерывнолитых заготовках не наблюдается ликвации по длине.
2.3 Подкорковый пузырь
Внешний вид дефекта: Подкорковые газовые пузыри на поверхности НЛЗ имеют вид пор. Они располагаются по широкой грани заготовки, чаще скоплениями, в том числе и в зоне складок по следам качания кристаллизатора, это видно на рисунке 6. Отдельные пузыри могут иметь или не иметь выхода на поверхность. Диаметр пузырей достигает 6 мм, глубина залегания 10 мм. Дно газовых пузырей, как правило, покрыто неметаллическими включениями. Полость пузырей, не сообщающаяся с поверхностью, не окислена, а прилегающая к ним зона металла не обезуглерожена.
Причина возникновения дефекта: Газовые пузыри в корковой зоне образуются в результате газовыделения из шлаковой смеси в зазоре между кристаллизатором и мениском, пересыщения металла водородом, окисления нитридов титана в корочке, осаждением всплывающих пузырей на складках по следам качания кристаллизатора. Образованию пузырей способствует применение шлаковой смеси с высоким содержанием влаги, плохое усреднение состава шлаковой смеси при изготовлении, нарушение режима разливки, интенсивное вторичное окисление металла, применение при выплавке и внепечной обработке влажных материалов.
Мероприятия по предотвращению дефекта: Факторы, обеспечивающие снижение содержания газов в стали (раскисление, продувка газами в ковше, применение хорошо просушенных разливочных устройств, просушенной ШОС). Стабильная скорость разливки, точное поддержание уровня металла в кристаллизаторе в пределах ± 10 мм.
Рисунок 6 - Подкорковый пузырь
3. Дефекты формы
3.1 Раздутие
Внешний вид дефекта: Выпуклая форма поперечного сечения заготовки в соответствии с рисунком 7.
Рисунок 7 - Вздутие
Причина возникновения дефекта: Слишком тонкая корка заготовки, образовавшаяся на начальных этапах охлаждения, раздается ферростатическим давлением.
Мероприятия по предотвращению дефекта: Интенсификация охлаждения в кристаллизаторе и вторичного охлаждения. Контроль механики и геометрии зоны вторичного охлаждения. Возможно устранение дефекта путем дальнейшего передела заготовки при прокатке.
3.2 Ромбичность
Внешний вид дефекта: Ромбическая форма сечения, изображенная на рисунке 8, квадратных и плоских заготовок, причем диагональное искажение может менять свое направление по их длине. Мерой диагонального искажения является разность двух диагоналей.
Причина возникновения дефекта: Напряжения в корке заготовки изза неравномерного теплоотвода в кристаллизаторе.
Несимметричное формирование фронта кристаллизации. Несовпадение оси струи при литье и направления вытяжки заготовки. Искривленный или слишком длинный кристаллизатор.
Мероприятия по предотвращению дефекта: Оптимальное конструктивное решение всех узлов кристаллизатора, более равномерный теплоотвод. Центрирование струи при литье Контроль геометрии кристаллизатора. Применение укороченных кристаллизаторов. Устранение возможно в исключительных случаях путем огневой зачистки краев.
Этот дефект очень часто сопровождается сужениями по сечению или продольными трещинами.
Возможные нарушения в ходе последующей прокатки, вызванные диагональным искажением, могут не получить развития при выборе подходящей калибровки. Как следствие диагонального искажения. Кроме того, могут возникать закаты.
Вблизи углов изза растягивающих напряжений при горячей деформации могут появиться внутренние трещины в транскристаллитной зоне.
Рисунок 8 - Ромбичность
3.3 Вогнутость
Внешний вид дефекта: Вогнутая форма сечения заготовки, изображенная на рисунке 9.
Причина возникновения дефекта: Неравномерное вторичное охлаждение. Слишком высокое прижимное усилие тянущих валков.
Мероприятия по предотвращению дефекта: Создание условий для равномерного охлаждения на участках вторичного охлаждения. Соответствующая настройка тянущих валков. Устранение обусловлено возможностями дальнейшей горячей обработки.
Возможно появление трещин, встречающиеся совместно с вогнутостями, которые приводят к браку.
Рисунок 9 - Вогнутость
4 .Прочие дефекты
Кроме дефектов, связанных с нарушениями технологического процесса производства слитков, блюмов и трубной заготовки, на поверхности последних могут быть дефекты, образующиеся при отделке и транспортировке. К таким дефектам относятся: глубокие царапины; короткие неглубокие продольные закаты, образовавшиеся при раскатывании вмятин от керна захватывающего грузоподъемного устройства, транспортирующего слитки. Из этих дефектов при глубине их более 1 мм на поверхности труб образуются плены продольной ориентации, расположенные по винтовой линии с большим шагом. Края отслоений плен могут быть ровными или извилистыми, глубина и протяженность сравнительно невелики. Изменения в микроструктуре металла вокруг таких плен характерны для дефектов прокатного происхождения, образование которых связано с механическим повреждением металла, полное обезуглероживание с плавным переходом к нормальной структуре. Вокруг конца полости плены по раскатанному следу от керна захватов наблюдается небольшое количество мелких диффузионных глобулярных оксидов типа FEO и небольшие участки оторочки из перлитных зерен.
Плены по дефектам прокатного происхождения, кроме плен по пережогу металла, можно отнести к разряду ремонтируемых. На горячекатаных трубах они чаще всего имеют глубину, примерно одинаковую по длине дефекта и не превышающую минимальный допуск по толщине стенки. В структуре не происходит таких изменений, которые, оставшись в металле после ремонта, могут стать концентраторами напряжений при эксплуатации.
Вывод
В ходе производственной практики изучена структура ПФ ТОО «KSP Steel». Были изучены виды брака и дефекты продукции на участке, также способы их устранения и предотвращения брака.
Для единого и правильного понимания природы дефектов и причин их появления очень важно иметь единую унифицированную терминологию, которую рекомендуем использовать всем, кто проводит исследования по установлению природы пороков, причин брака на производстве и в аварийных ситуациях при эксплуатации металлопроката, труб и изделий из них.
Исходя из особенностей деформации металла при производстве горяче-деформированных труб, к качеству слитков и НЛЗ предъявляются повышенные требования по чистоте поверхности и состоянию макроструктуры (сплошности, однородности), по загрязненности неметаллическими включениями. На поверхности слитков и НЛЗ недопустимы: трещины, газовые пузыри; завороты корки; пояса; скопления инородных (экзогенных) неметаллических включений; сетка разгара; бугры; подтеки; раковины; плены; голенище; отпечатки от удерживающих роликов; ужимы; остатки литника; остатки сифонной проводки.
Высота усадочной раковины в слитке должна быть регламентирована для того, чтобы обеспечить ее удаление в технологическую обрезь. Не допускаются в макроструктуре: межкристаллитные трещины; инородные металлические и экзогенные неметаллические включения; усадочная рыхлость (литейная рыхлость); у тонувшая корка; мосты; усадка; смещение усадки; газовые раковины в центральной зоне; ликвационные полоски в НЛЗ. Технология производства должна обеспечить минимальную загрязненность металла неметаллическими включениями; газонасыщенность, металла водородом, азотом, кислородом должна быть регламентирована, что на сегодняшний день при массовом производстве выполняется только по азоту в непрерывнолитом металле.
Металл слитком и НЛЗ должен быть плотным и хорошо раскисленным. Слитки (НЛЗ) с дефектами поверхности необходимо ремонтировать методами огневой или абразивной зачистки. Допустимая глубина зачистки зависит от размером слитка (НЛЗ) и регламентируется внутри- и межзаводскими техническими условиями или технологическими инструкциями. В зависимости от вида дефекта, типа и назначения слитка глубина зачистки колеблется в широких пределах и на разных заводах может составлять от 25 до 60 мм. Для обеспечения бездефектности проката для отливок регламентируется разделка зачищенного места с соотношением глубины к ширине не менее 1:6, а на некоторых заводах не менее 1:10с плавным переходом от его дна к поверхности.
В литых изделиях, кроме дефектов металла, регламентируют или вообще не допускают дефекты формы: недолив; укорачивание; рослость; ромбичность; трапецеидальность; овальность. Кроме вышеперечисленного, к слиткам и НЛЗ предъявляют требования по массе и химическому составу металла, регламентированным нормативной документацией или договором (протоколом). Контроль поверхности литого металла осуществляют визуально. Необходимо отметить, что ремонт методом огневой зачистки не всегда эффективен. При ремонте горячих трещин, скоплений экзогенных неметаллических включений и других глубоко залегающих дефектов имеют место остатки их, которые при прокатке развиваются м соответствующие дефекты проката и труб.
Список литературы
1. Атлас дефектов поверхности непрерывнолитого сляба и подката из него из коррозионностойкой стали. Москва, 1991 г.
2. Типовая технологическая инструкция по непрерывной разливке стали, Москва, 1986 г.
3. Дефекты легированных сталей. Металлургиздат, 1960 г.
4. Атлас дефектов стали. Москва, Металлургия, 1979 г.
Размещено на
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
