1.Hvor stammer porøsitetsfejlen i koldvalsede-spoler?
Porøsitetsfejl i koldt-valsede ruller nedarves næsten udelukkende fra den opstrøms kontinuerligt støbte plade, der stammer fra hulrum dannet af gasser i det størknede stål under stålfremstilling og kontinuerlig støbning. De kan hovedsageligt klassificeres i to kategorier:
Subkutane bobler: Små porer skjult under overfladen af pladen. Dette er den primære kilde til overfladefejl i koldt-valsede plader.
Pinholes/pores: Endnu mindre porer eller porer placeret inde i pladen.
Baseret på deres oprindelse kan disse porer klassificeres yderligere i argonbobler og reaktionsporer (såsom CO-bobler) osv.
2.Hvordan dannes argonbobler under kontinuerlig støbning og i sidste ende fører til defekter ved koldvalsning?
Bobledannelse: Under kontinuerlig støbning blæses argongas typisk ind gennem propper eller topdysen for at forhindre tilstopning af den neddykkede indgangsdyse. Under den turbulente strømning af det smeltede stål brydes denne argongas til små bobler.
Bobleindblanding: De fleste argonbobler stiger til overfladen og absorberes af den beskyttende slagge. Men hvis argonstrømningshastigheden er ustabil, eller strømningsfeltet ikke er korrekt kontrolleret, vil nogle argonbobler trænge dybt ind i krystallisatoren med den smeltede stålstrøm og blive fanget af den størknende billetskal og danner subkutane porer.
Rolling Evolution: Disse subkutane porer strækkes og udflades under varm- og koldvalsning. Hvis porevæggene ikke svejser ordentligt under rulning, vil de revne eller udvide sig under den efterfølgende bearbejdning og til sidst danne afskalning, afskalning eller priklignende defekter på overfladen af den kold-valsede plade.
3. Udover argonbobler, hvilke andre metallurgiske faktorer kan forårsage porøsitet?
Dårlig deoxidation: Når iltindholdet i smeltet stål er for højt, eller når utilstrækkelige deoxidationsmidler (såsom aluminium eller silicium) tilsættes, opstår der en carbon-iltreaktion under størkning, der genererer carbonmonoxid (CO)-gas. Hvis det smeltede stål har høj viskositet eller størkner for hurtigt, kan CO-gassen ikke stige og undslippe, blive fanget inde i barren og danne porer.
Gasovermætning: Hvis indholdet af opløst brint, nitrogen eller andre gasser i det smeltede stål er for højt, vil de udfældes under størkning på grund af et pludseligt fald i opløseligheden, hvilket potentielt akkumulerer og danner porer.
Dårlig tørring af dyser eller beskyttende slagger: Hvis den beskyttende slagge eller dysemateriale, der anvendes i strengstøbning, indeholder fugt, vil det generere vanddamp ved kontakt med det smeltede stål ved høje temperaturer, hvilket øjeblikkeligt danner bobler, som derefter fanges inde i stålet.
Undersøgelser viser, at oxidpartikler nogle gange ledsager disse bobler og kan endda fjernes under efterfølgende bejdsning, hvilket kun efterlader simple porer.
4.Hvordan udvikler porøsitetsdefekter sig under valseprocessen? Hvilken form antager de i sidste ende på den koldvalsede-rulle?
Oprindelig tilstand: I kontinuerligt støbte plader er porerne sfæriske eller ellipsoide, varierende i størrelse fra mikroskopiske til synlige for det blotte øje, fordelt under overfladen eller internt.
Varmvalsende trin: Under høj temperatur og enormt rulletryk bliver porerne fladede og forlængede og strækker sig langs rulleretningen. Hvis porefladerne kan få god kontakt og svejse sammen ved høj temperatur, kan defekten forsvinde; hvis svejsningen er dårlig, vil der dannes mikro-delaminering eller diskontinuitet.
Koldvalsning og udglødningsfase:
Belægningsdannelse: Usvejsede underjordiske porer vil blive blotlagt på eller nær overfladen under koldvalsende udtynding, hvilket danner tunge-lignende buler (dvs. kraftig skæl).
Dannelse af hulrum: Alvorlige porer eller bobleklynger kan, når de rulles til meget tynde dimensioner, ikke dækkes fuldstændigt af metal og til sidst briste og danne perforeringer.
Blisterdannelse: Gas fanget inde i strimlen udvider sig under udglødningsopvarmning, hvilket forårsager lokal udbuling på overfladen.
Endelig form: I koldt-valsede produkter viser porøsitetsdefekter sig normalt som prik-lignende eller strimmel-lignende afskalning, enkelte eller flere klyngede små huller og intermitterende afskalning.
5.Hvordan kan vi identificere defekter forårsaget af porer på både makroskopisk og mikroskopisk niveau?
Makroskopiske identifikationskarakteristika:
Fordelingssted: Defekter forårsaget af argonbobler fordeles ofte i kanterne af strimlen (20-50 mm fra kanten), da kanterne er der, hvor bobler let fanges. Defekter forårsaget af interne reaktionsporer kan forekomme på et hvilket som helst sted på tværs af strimlens bredde.
Defektmorfologi:
Pit-lignende afskalning: Fremstår som små, hævede prikker uden tydelige indeslutninger omkring dem; almindelig i høj-kulstofstål eller dyb-trækstål.
Enkelt lille hul: Et isoleret lille hul vises på det tynde ark; området omkring hullet er glat, uden tegn på revneudbredelse.
Mikroskopisk bekræftelse:
Metallografisk analyse: Et tværsnit-klippes fra defektens placering, jordes og observeres. Afskalning forårsaget af bobler afslører ofte hulrum eller delaminering, der strækker sig langs rulleretningen nedenunder, uden tydelige ikke-metalliske indeslutninger i den omgivende matrix.
Scanningelektronmikroskopi (SEM) og energidispersiv spektroskopi (EDS) analyse:
Ved at åbne den afskallede hud eller observere den indvendige væg af porerne, beviser påvisningen af argon (Ar) direkte, at defekten stammer fra argonbobler (selvom argon allerede kan være forsvundet, hvilket gør påvisning vanskelig).
Mere almindeligt detekteres spormængder af oxidpartikler (såsom FeO, MnO, SiO2, etc.), hvilket indikerer, at porerne undergik indvendig vægoxidation ved høje temperaturer.
Hvis der påvises en stor mængde beskyttende slaggekomponenter såsom Ca, Na og K, indikerer det, at defekten er mere sandsynligt forårsaget af slaggeindfangning end simple bobler.
Nøglekriterium: Hvis der ikke findes en stor mængde makroskopiske indeslutninger på defektstedet, men morfologien er i overensstemmelse med karakteristikaene for "lag, boblende og enkelte porer", og placeringen er ved kanten, eller der er en historie med argonindfangning i processen, kan det generelt fastslås at være en porøsitetsdefekt.