超高强钢铸坯裂纹观察及成因分析

程锁平

(马钢股份公司制造管理部 安徽马鞍山 243000)

目前，通过在钢中添加Nb、V、Ti等元素生产超高强钢汽车用钢的生产工艺已成为钢铁行业的热点。然而，钢中添加Nb、Ti等元素后，炼钢连铸坯的裂纹发生率明显增加。有学者在研究800 MPa级含Ti高强铸坯断裂时发现，在800 ℃-850 ℃时热塑性最差，容易产生裂纹。陈燕等研究Nb-Ti高强钢铸坯热塑性发现，Nb的添加使得700 MPa级钢铸坯的第Ⅲ脆性区温度范围变宽且向高温方向延伸；1100 ℃左右700 MPa级含Nb-Ti高强钢中含NbC的面心立方相大量析出，使铸坯塑性快速下降。900 ℃后因其析出量趋于稳定，塑性变化不大当温度下降到835 ℃后，因发生γ→α相变，700 MPa级钢含Nb-Ti高强钢铸坯塑性进一步降低。当共析转变结束( 655 ℃左右) ，其塑性恢复。本文对Nb微合金化980MPa级超高强钢铸坯高温热塑性进行研究，并分析了裂纹的形貌和缺陷处的组织及析出物，阐述了980 MPa级超高强铸坯裂纹产生的原因。

1 试验材料与方法

国内某钢企在试生产980 MPa级高强钢时，铸坯内弧宽面振痕较深、且在振痕波谷处伴有表面裂纹，长度约10 mm-30 mm。如图1所示。

图1 铸坯表面及角部横裂纹宏观形貌

在裂纹铸坯上取金相试样，采用金相显微镜和扫描电镜观察铸坯裂纹断口微观形貌，并对裂纹处微观组织和析出物进行能谱分析。同时，取Ø120 mm×10 mm的棒样，在真空条件下采用Gleeble-2000D热模拟实验机分析铸坯高温热塑性。热模拟试样和温度制度如图2所示。

图2 Gleeble-2000D热模拟试试样和验温度制度

2 试验结果与讨论

2.1 裂纹断口

铸坯裂纹缺陷断口在金相显微镜50倍和1000倍视场下的形貌如图3所示。……