yandex.metrica
Слитки и разливка стали

Дефекты стального слитка и меры борьбы с ними

Основные дефекты — усадочная раковина, рассеянная и осевая рыхлость, а также химическая неоднородность металла в слитке (ликвация) — были рассмотрены одновременно со структурой слитков. К этим рассмотренным дефектам слитка следует прибавить еще несколько характерных пороков.

Внутренние трещины. Мелкие осевые трещины располагаются в зоне осевой рыхлости. В поперечных сечениях катаной стали трещинки образуют сплетения — пауки. Эти трещины возникают в результате недостаточного питания при кристаллизации и внутренних напряжений, образующих интеркристаллитные трещины. Осевые трещины уменьшаются и исчезают при уменьшении скорости остывания слитка, а также при посадке горячих слитков в нагревательные колодцы; при высоких обжатиях осевые трещины могут завариваться.

Наружные горячие трещины образуются при температурах, близких к температуре затвердевания стали. Горячие трещины имеют характерный излом разрушений по межкристаллитным плоскостям. Поперечные горячие трещины могут образоваться от зависания слитка в изложнице, продольные горячие трещины — из-за разницы температур между поверхностными и внутренними слоями металла в слитке. Горячие трещины образуются в корке слитка при охлаждении. В корке возникают сжимающие усилия, корка изгибается во внутрь, и при этом возникают растягивающие усилия, приводящие к разрыву корки. На образование горячих трещин в корке влияют температура и скорость разливки, состав стали и форма слитка. Наиболее склонна к образованию горячих трещин сталь с 0,17—0,25% С. Повышение содержания марганца до 1,2% увеличивает прочность, пластичность и, следовательно, сопротивляемость трещинообразованию.

В слитках с плоскими или выпуклыми гранями образуется больше горячих трещин, чем в слитках с вогнутыми или волнистыми гранями.

Холодные трещины образуются в интервале температур от фазовых превращений до атмосферной температуры. Появление трещин вызывается термическими напряжениями и недостаточной пластичностью металла. Такие трещины возникают в стали марок 30 и 35 ХГСА, 18 и 30 ХГТ и др., структурные превращения в которых при охлаждении сопровождаются высокими внутренними напряжениями.

Холодные трещины возникают из-за фазовых напряжений. Этому способствуют элементы, понижающие температуру фазовых превращений (Mn, Ni, Cr и др.) и повышающие сопротивление ползучести (Mo, V, Cr, Ni, W ). Местные дефекты (как неметаллические включения, газовые пузыри) способствуют образованию холодных трещин, так как напряженный металл будет разрушаться в местах, ослабленных дефектами.

Медленное охлаждение в изложницах, теплых ямах и немедленная передача слитков в нагревательные печи прокатных станов — лучшие меры против появления холодных трещин.

Перехваты образуются при перерыве струи металла, на слитке образуется поясок. При глубоком перехвате слиток может развалиться при прокате или ковке. Сходный дефект может появиться при уходе металла из-под одной изложницы на поддоне. Кроме того, в этом случае, может появиться «голенище», с которым вновь поступающая сталь плохо, а порой практически совсем не сваривается.

Рубцы на поверхности слитка появляются при слишком медленной и холодной разливке. В этом случае корочка, образующаяся на зеркале металла, прикрепляется к стенке изложницы, образуя рубцы, приносящие металлу тот же самый вред, что и перехваты.

Завороты корки образуются при холодном металле, медленном заполнении изложницы или перерывах струи.

Белые пятна связаны с применением люнкеритовых, особенно термитных смесей. Окислитель смеси может оказать воздействие на жидкий металл, который быстро обезуглеродится, при этом возникнут кристаллы почти чистого железа. Эти кристаллы из-за большой плотности падают вниз, образуя белое пятно в затвердевшем слитке.

Плена появляется при разбрызгивании или всплеске металла. Этот металл застывает на стенке, и так как он сильно окислен, не сваривается с основным металлом, при прокате раскатывается и может создать расслой. Кроме того, плена может сформировать подкорковые пузыри.

Подкорковые пузыри в слитках спокойной стали расположены у поверхности слитка, а иногда выходят на его поверхность. Крупные пузыри раскатываются в тонкие трещины-волосовины. Эти пузыри образуются от густой смазки, содержащей много летучих, в этом случае часть газов смазки захватывается в корочку, образуя газовые пузыри. Такие пузыри могут образоваться от разбрызгивания металла. Окисленные капли металла падают Биметалл, реагируют с углеродом металла, образуя пузырек окиси углерода.