316l不锈钢夹杂物水平的改善

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1、316L不锈钢夹杂物水平的改善摘要：不锈钢中夹杂物含量高低是影响其冷轧产品表面质量的重要因素。针对316L冷轧不锈锕表面发生大量线鳞缺陷，对缺陷样板及同期生产的板坯、热轧钢卷实物进行分析。结果表明，缺陷是由钢中夹杂物含量较高引起的。在生产316L不锈钢实践中，通过调整生产工艺路径、控制炼钢过程工艺．以及实施夹杂物变性处理、精炼软搅拌、浇铸控制等措施，有效改善了钢中夹杂物水平，并大幅减少了冷轧产品表面线鳙缺陷的发生。关键词：不锈钢；夹杂物；改善0前言316L是含钼奥氏体不锈钢，与奥氏体不锈钢中最常用的18—8型cr—Ni奥氏体不锈钢相比，Mo的加入使316L不锈钢耐稀硫酸、磷

2、酸、各种有机酸、尿素以及耐氯化物孔蚀性能大大提高。该钢种既无晶间腐蚀倾向，焊后也不会产生刀状腐蚀，被广泛应用于制造化工、化肥、石油化工、印染、原子能等工业的设备、容器、管道、热交换器等n]。由于316L不锈钢碳含量低(表1)，因此对整个冶炼过程处理要求较高，而较高含量的铬、镍和钼造成钢液粘度较大，不利于夹杂物上浮，从而增大了钢水纯净度的控制难度。而钢水纯净度的高低，直接影响到后续冷轧产品的表面质量。316L冷轧产品试制中，多次发生批量产品的表面缺陷，直接导致该产品降级使用．甚至报废，造成了大量的经济损失。为此，对所有发生的缺陷类型和数量进行了统计，其中线鳞缺陷占总缺的比例高

3、达70％，因此解决线鳞缺陷成为开发高品质316L冷轧板的关键环节。本文首先对改进前316L实物中的夹杂物现状进行了分析，针对分析结果提出了改进方案，并在生产中应用，取得了明显效果，使冷轧产品的线鳞缺陷得到了有效控制。1缺陷分析线鳞是线状鳞折的简称，主要表现为冷轧后钢卷表面线形缺陷沿轧向分布，长约10～30mm，宽度方向上分布无规律，尺寸较小，宽约0．1mm。从生产的316L冷轧卷中挑选出有线鳞缺陷发生的冷轧样品，缺陷宏观形貌见图1。图l线算宏观形貌图对发生鳞折缺陷部位进行宏观观测，利用超声波清洗器对缺陷部位进行清洗，用FEICompanyQuanta．400扫描电镜和EDA

4、x能谱分析仪(全文金相和能谱分析采用相同的仪器和方法)对缺陷部位进行表面形貌(图2)及缺陷处的元素组成(图3)等进行分析。图2缺陷部位微观形貌从图2中可以看出，缺陷形貌呈现条状分布，长约20pm，宽约1斗m，在条状缺陷的局部有非规则颗粒状物质。该条状缺陷为典型的硅酸盐类夹杂，而非规则形貌缺陷需要进行能谱分析。图3缺陷处的元素及组成元素质量分数/%原子分数/%O15.8133.00Mg7.5610.39AL15.7719.51Si0.480.57Mo1.090.38Ca1.291.08Cr11.317.26Mn1.470.89Fe40.7624.37Ni4.472.54从图3

5、可以看出，缺陷处的元素主要为O，Mg，Al，Cr和Fe等元素，还有少量的Ca。对比316L标准规定成分，可以看出，缺陷处Al，Ca，Mg为非基体元素，其中Mg为冶炼过程中钢液与耐火材料接触引入的杂质元素，Al和ca为冶炼过程中脱氧和添加BaCaSi丝引入的元素。缺陷是典型的硬质尖晶石类CaO·Al：0，夹杂，这些硬质夹杂在随后的轧制生产过程中并不会产生变形，其随着钢板的热加工变形而与钢板基体脱落，因此呈现典型的非规则形貌。从对缺陷的分析可以看出，该类缺陷的形成主要和炼钢过程控制有关，即主要和钢水的纯净度控制有关，因此要对该类缺陷进行控制，主要从控制夹杂物的数量和大小方面进行

6、相关工艺控制。2316L不锈钢实物夹杂物分析为了解316L不锈钢实物夹杂物现状，在大生产中随机挑选同期生产的有线鳞缺陷的316L板坯及钢卷进行分析。2．1板坯夹杂物沿连铸坯长度方向取尺寸为80mm×1250mm×200mm的316L不锈钢试样，截面如图4所示，在内弧面沿连铸坯宽度方向在边部、1／4宽图4连铸坯取样位置示意图度、中心各取一块试样，对其夹杂物类型和成分进行了分析。由于是铸态组织，所观察到的夹杂物都呈现为球状(图5)，这说明夹杂物在钢液的凝固过程中已经形成，即以液态第二相存在于钢液中，由于钢液表面张力的作用而呈现球状。所有夹杂物大小约20—30um。图5连铸坯不同

7、位置夹杂物形貌对连铸坯中存在的夹杂物进行了能谱分析(图6)，发现该类夹杂富0，Si，ca，Al和Mg(图7)，属于以(]aO，Si02，A120，和Mg()为主的夹杂物，由于其成分接近奥氏体不锈钢使用的保护渣成分，一般称作渣型夹杂物幢’。这些渣型氧化物中含有一定比率的Al：0，，导致材料硬度较大，偏向脆性，在热加工过程中虽然可产生变形，但变形后容易脱落，脱落后就会在不锈钢表面形成微裂纹等表面缺陷。图6扫描电镜观察形貌元素质量分数/%原子分数/%C0.460.94O36.3055.21Mg1.491.49Al13.4