《讲座原料缺陷》PPT课件.ppt

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1、讲座一,主要内容,一、冷轧产品的主要问题二、冷轧产品表面质量分析三、冷轧产品表面质量控制与评价四、新产品开发,冷轧O5汽车板,冷轧板与汽车零件,一、冷轧板质量问题第一阶段：内在质量,冷轧钢板内在质量要求,第二阶段：表面质量产品质量日统计（t）,轧钢辊印 1.434 平整辊印 20.641 轧钢埂印 25.824 平整板形 3.814锈蚀 0.342 精整窄尺 0.800边损 9.51 平整折皱 26.601平整损伤 15.310 头部滑伤 40.834宽长不合 4.302 酸洗废 5.697粘结 26.845 厚度不合 3.835机损 8.580 夹杂 3.566其它 3.563 共19项头尾

2、 26.995 合计 228.493,冷轧板成材率日统计（t）,原料 4329.200检查量 4100.275合格品量 3875.348国标组 3737.733（96.449%）国标组 137.615原料不合 228.925（5.2879%）工序不合 224.927（5.4857%）,冷轧板生产工序,冷轧板综合质量,冷轧表面质量影响因素热轧板的影响,酸洗的影响,冷轧的影响,冷轧表面质量实物划伤、氧化,划伤、氧化、边损,夹杂,夹杂,压印,锈蚀,锈蚀,氧化色,边损,边损,边损,划伤,划伤,梗硬,梗硬,擦伤,二、冷轧产品表面质量分析冷轧原料缺陷,实际带钢中间窄、两头宽 宽度太宽超过允许偏差，碎边剪不

3、晚饭剪断。宽度太窄，中心偏离的钢带出现圆盘剪空剪，酸洗时跑偏。,厚度偏差,实际带钢头部厚、尾部薄，差(温度不均、张力波动)或一边厚、一边薄 或一段厚、一段薄 或全长超厚轧制过程中轧件温度不均 轧制张力波动,热轧原板断面,冷轧原料缺陷,气泡、结疤 外观不易发现，酸洗后暴露。气泡呈孔隙或裂缝状态。结疤呈凹坑。冷轧后不易清除。浪形 热轧两边或中间与两边压下不均、加热不均匀，造成纵向延伸不均匀。,冷轧原料缺陷,可修复的：修磨后符合公差尺寸和技术规格的。不可修复的：超过规程的，判废。,冷轧原料缺陷,镰刀弯和S弯 热轧两边压下量不均匀 加热不均匀 带钢中心线沿带钢长度方向出现镰刀形和S形变化 冷轧时引起跑

4、偏或断带 圆盘剪时带边不均匀 带钢卷取时产生塔形 钢卷上下两端松紧不匀,酸洗缺陷,带钢酸洗、水洗、干燥后，表面呈灰白色或银白色。但操作不当、酸洗工艺和机械设备不良可造成缺陷，占冷轧产品缺陷2%。,酸洗气泡,酸洗气泡：由酸与裸露的金属作用生成氢气所造成。外观特征：呈条状小鼓泡，破裂后呈黑色细裂缝。轧制后延伸扩大，降低冲击韧性。产生机理：酸与金属反应生成氢原子，渗透到结晶格子中使其变形，变形后氢气向金属内扩散，一部分氢原子穿过金属并分子化，从酸液中逸出，一部分氢原子的分子化在晶格变形产生的“显微空孔”边界上、或金属的夹杂及孔隙中，氢在空孔中的压力可达到很大值（几十MPa），引起氢脆的内应力。防止措

5、施：调整酸液浓度、控制酸洗浓度和带钢表面平直状态。,过酸洗,过酸洗：因酸洗时间过长、在钢板表面形成粗糙麻面的现象。平行轧向极短的线状缺陷，沿全板宽和轧制方向在相当大的面积中密集连接存在。酸洗带钢表面发生蚀坑，冷轧后形成短线状缺陷。危害：带钢延伸率大大降低，轧制过程中很容易断裂和破碎，并造成粘辊。产生原因：机组连续作业中断、或带钢断带时间过长。,欠酸洗,欠酸洗：钢板表面残留局部未洗掉氧化铁皮的称为欠酸洗，多出现在带钢头尾部和两侧边缘。外观：轻者表面呈暗色或花脸状；重者氧化铁皮被压入呈黑斑。危害：氧化铁皮呈延伸性差，轧制后因延伸不均而出现浪 形或瓢曲等；铁皮可能牢固贴附在轧辊表面，造成废品增多。原

6、因：氧化铁皮厚度不均匀，较厚氧化铁皮酸洗时间长，或分解成难溶解的Fe2O3(Fe3O4)；带钢波浪度和镰刀弯较大，起浪或弯起部分未浸在酸中造成漏酸洗；酸洗后机械破鳞不完善，特别是带钢两端铁皮未能破碎。,欠酸洗,酸洗掉大块红色铁皮比黑色氧化铁皮多3-4倍时间，待红色铁皮洗掉后将形成带钢过酸洗。措施：可预先平整好板形；或预先局部酸洗一次。,锈蚀,酸洗后表面重新出现锈层的现象。分为冷却乳锈蚀、污染锈、点状锈、线状锈等，呈黑色、黄色、红褐色等。产生原因：酸洗后现面残留少许酸液 带钢清洗后没有完全干燥 酸洗后高温清洗水中停留时间过长 温度高的大气中放置 漏雨特征：锈蚀的钢板在轧制后呈暗色，促使成品在库存

7、时 防止措施：严格酸洗、清洗操作规程 表面及时涂油 堆放在干燥处,边部或中间浪形,原因：热轧两边或中间与两边 压下量不均 加热不均 纵向延伸不均匀轧制中沿板宽方向带钢延伸不均，延伸大的受压应力，延伸小的受拉应力。拉应力不产生平直度缺陷，压应力达一定数值时，带钢产生如单边浪、双边浪、中间浪、复合浪等。危害：浪形下部表面出现新的划伤 浪形严重造成卷取端部松紧不同 冷轧出现跑偏、轧皱、轧制不稳定,镰刀弯和S弯,中心线沿带钢长度方向出现的镰刀形或S形变化。危害 引起带钢跑偏或断带 不能保证带边均匀和取直，卷取产生塔形，钢卷上下两端松紧不匀。产生原因 热轧两边压下量不匀 加热温度不均性质：无法消除,边部

8、减薄缺陷,钢板边部厚度急剧减小为减薄电工钢减薄对导磁性不均匀冷轧板减薄对深冲成形不利边部减薄是辊系变形和带钢金属三维变形共同造成的轧辊弹性压扁即轧件边部压扁量明显小于中部,边部减薄,4辊轧机带钢边部支承辊对工作辊产生一个有害弯矩。一般冷轧生产轧辊原始辊形采用凹辊形，对应辊缝为凸辊缝，边部延伸趋势大。自由表面的影响，板带边部金属受到侧向阻力比和内部金属小得多，金属纵向流动外，还横向流动。,边部减薄,早期双锥度支承辊，减少工作辊有害弯矩。各种板形控制轧机：HC、HU通过中间辊横移来改变辊系接触状态，清除工作辊有害弯矩的影响。6辊轧机工作辊直径小，减小轧制力，减小轧辊压扁不均匀分布。,划伤,划伤：原

9、料表面出现厚度超过正负偏差一半的划条。如坚硬物划钢板的伤痕，多在钢板两面发生。划伤在冷轧中不易消除，导致成品降级。表面出现不大于厚度一半的缺陷如压痕、发裂、麻点、划伤、凸泡及轧辊网纹，在40%的压下率冷轧后可基本消除。产生原因 卷取辊、弯曲辊的表面出现质硬异物。或带钢的浪形及折棱与导板成线接触。或带钢在拆卷过程中拍打折头刮板等。也可能在热轧冷却和卷取过程中产生。,擦伤,在平行轧制方向出现，短线状缺陷，数量多时平行并列。酸洗后预涂油不适当；轧制开卷速度不佳；冷轧入侧板卷松动；酸洗活套坑内的板卷擦伤。,滑动擦伤,多为平行轧向呈较长的直线状缺陷，与划伤相似，多发生于钢板单面。带钢和带钢以外物体相互摩

10、擦产生的缺陷。各种辊 子和带钢速度不同步时，辊子和带钢间发生滑动而产生。带钢和附属设备异常接触。导板上异物咬入。,压痕,压痕：带钢表面呈下凹的压迹。形成原因：开卷焊的焊渣未吹净，被带到拉辊上，随后在带钢表面压出痕迹；拉辊在带钢表面滑动造成粘辊，使带钢表面造成压痕；热轧压下失灵，突然压下停车，随后台起压下轧制。性质：压痕超过允许厚度公差一半时，冷轧之后不能消除。,辊印,周期性出现的凹、凸伤痕。冷轧或平整时附在工作辊上的异物和轧辊本身的伤痕在带钢上的压印。有附属设备、轧制油、冷却乳液、带钢等附带的异物、滑移痕迹、轧辊疲劳等产生的剥落等。,折印,钢板因折叠产生的皱纹。一部分相互重叠而被压合，同进被压

11、印到轧辊上，形成伤痕。张力不均。带钢形状不佳。左右压下不平衡。板厚不均偏差大。轧辊凸度不佳。,折纹,在垂直轧向发生的折纹，裂纹状态，凸凹间隔，大小不等。钢板在大于屈服点弯曲时产生的缺陷。在厚钢板小内径板卷进行调质时产生的。调质轧制速度缓慢时产生。平整轧制压下率不足或局部压下不足时，在平整工序及后续工序中产生。,边裂,钢板边部发生与轧向略成垂直的皱纹状裂纹。是从平整轧制的开卷机到轧辊之间产生的达到板卷边部的屈服现象。工作辊和钢板凸度不合时，因边部压下不足时；带钢中间延伸大时；带钢边部除粘结外其它原因发生粘着时。,飞边,带钢边部因凹陷、裂纹等形成的锯齿形或陷入裂纹。酸洗、剪切切边不良。边部剥落、附

12、异物时。边部和其它物体磨擦、冲撞引起。,边部附碳,钢板边部黑色缺陷处附着碳。退火中保护气体组成不良。轧制油污染、轧辊上附有润滑脂等。,油污,黑褐色、茶褐色的点状污染。轧制油或水垢在冷轧钢板上局部异常地附着而产生。轧冷终了时板卷温度高，没有电解脱脂时变得明显。,震颤纹,与轧向垂直贯板宽，间距小，呈网纹状压痕连续发生。轧制操作时机械、电器异常震动。各轧辊研磨时振纹压印到带钢上。十字形起皱平整时，沿宽向张力不均。调质轧制的出侧张力小。,桔皮缺陷,晶粒大，强度低、延伸率高、n、r值高。晶粒太大，钢板加工时表面粗糙出现桔皮缺陷。高温终轧、低温卷取可得到合适的晶粒尺寸。,粘结皱纹,有皱纹状和牡丹花形两种。

13、主要是皱纹状，多为曲线，与折纹不同。在退火中板卷一部相互发生粘结造成的缺陷。退火局部过热。退火工艺合适也可能发生。板形不良局部形成强力焊合。冷轧、电解脱脂时，卷取张力过高。冲撞形成板卷局部变形。表面粗糙度过细。,塔形,热轧镰刀弯必然造成卷取塔形。塔形钢卷在吊运和在辊道上运送，塔峰易窝折或卡出破口。窝折角度小于90时，被拉辊压成折叠。破口深度超过剪边宽度时，破口不能完全剪掉，当带钢跑偏时在破口处被拉裂。塔形钢卷中心线不易始终对准作业线或轧制中心线，造成跑偏。,扁卷,扁卷是过高温度卷取后，在辊道上卧式放置运输时，吊卸不及时及钢卷相互冲撞挤压造成的。当扁卷内径小于开卷机的锥体是小直径时，扁卷判废。,

14、长舌头,多出现在带钢尾部。由热轧过程中尾端失去控制，使其自由延伸所造成。长舌头钢卷不易开卷。增加切头数量，降低成材率。,粗糙度,粗糙不均匀，严重的显示桔皮状。轧辊表面材质不均，粗糙度不佳，带钢表面碳化物或铁粉粘附在轧辊上，在钢板上产生压印。,凹坑,酸洗后到剪切工序中飞入异物形成凹坑冷板开卷箱中边部磨擦产生的铁屑飞入冷却乳液内混入异物平整等工序中飞异物热板卷缺陷氧化铁皮,剥落,剥落经变形产生线状、带状等缺陷，成凹陷。铸锭表面粗糙或钢锭气泡、皮下气泡显露出来被氧化。分层氧化铝夹杂在职激冷区内部发生粘着偏析，在轧制中伸长成线状缺陷。,麻点,氧化铁皮、剥落、辊印、粘结和分层严重时形成孔。辊印与粘结形成

15、的孔具有周期性。,夹杂及氧化铁皮压入,轻微压入：可酸洗清除，但造成其它部位过酸洗。或留下坑痕，冷轧后坑痕扩大造成废品。严重压入：不能酸洗清除。,气泡、结疤,外观上不易发现酸洗后显露气泡呈现为孔隙或裂缝结疤呈现为凹坑,三、冷轧产品表面质量控制与评价厚度偏差,板厚主要因素是轧机。钢板两边15mm以上内侧允许偏差规定为A、B两个体系。,钢板宽度方向厚度变化,板厚控制,热轧钢板厚度波动冷轧的影响轧制速度、轧辊偏心、轧制条件、润滑油条件。AGC（1955年）前段机架进行板厚粗控制（压下控制），后段机架进行精控制（张力控制）。,宽度,以轧边、宽带切边和窄带切边为A、B、C三个标准。长度长度波动由剪切机结构

16、产生的误差波动和长度检测用矫直机与钢带之间滑动产后的误差波动造成。长度允许偏差A、B两个体系。,氧化铁皮模型,氧化铁皮压入,氧化铁皮与温度,板形的影响因素,热轧板影响厚度波动、硬度波动、板形波动。冷轧的影响轧辊机械凸度、热凸度、轧制图表、轧制力、轧制温度、轧制油。可通过轧辊凸度来控制以上因素引起的板形变化。,轧辊凸度,选择最佳轧辊机械凸度冷却水、轧制油控制热轧辊凸度调整轧辊挠度，通过油压强制弯曲工作辊，即轧辊预弯，提高轧辊凸度灵敏度。调节轧制力控制轧辊挠曲量。板形检测量。,轧辊凸度与板形,轧制力凸度,综合凸度,平坦度,带钢越宽，厚度越薄，平坦度难度越大。应变沿带钢宽向的延伸不一致。边部延伸比宽

17、向中心大时，即形成边浪。当中心延伸比边部大时，即形成中间浪或条浪或挠曲。板宽内延伸波动小于0.5%时都会发生波浪。深冲板要求较小汽车盖、冰箱侧板要求较高电梯、钢制家具要求高,平坦度模型,平坦度测度,平坦度的判定,波浪模型,板形断面,边部减薄模型,粗糙度测定,粗糙度影响因素,板形的影响因素,冷轧对板形的影响特点,轧辊凸度对薄板板形的影响较小、对厚板影响较大。轧辊预弯力对钢厚板边浪影响较大。轧制力对板形的影响随钢板厚度增大而增大。,镰刀弯,除轧制前厚板宽向厚度偏差和轧辊热凸度不适当原因外，宽带在切成窄带时，由于纵切操作条件和原板卷平坦度不佳也会产生镰刀弯。,直角度、平直度、脱方度,钢板剪切两边未成

18、直角，受板宽、剪切速度、剪刃倾角的影响，通过每1000mm在2mm以内。,轧制油,冷却润滑防止轧辊与钢带粘结降低轧制力和轧制动力,罩式退火,600 750全氢退火再结晶硬度、屈服、强度、延伸。氮化铝饼形晶退火温度过高，再结晶晶粒粗大，加工表面粗糙。连续退火退火时间短长宽方向退火均匀,晶粒度控制,奥氏体晶粒度影响Ar3以上，终轧温度低，奥氏体晶粒度小。Ar3以下，奥氏体+铁素体共存，铁素体再结晶温度远低于奥氏体再结晶温度，铁素体过分长大形成粗晶。Ar1以上附近，铁素体晶粒度极大。卷取温度对晶粒度影响不大，对碳化物和珠光体影响大。卷取温度低，碳化物、珠光体细化，材料变硬。,平整,改善板形冷轧压下率

19、大，难以得到良好板形。退火热应力造成变形。表面加工粗造辊Rmax47m抛光辊Rmax12m消除屈服平台,平整控制,张力控制形状控制 机械辊凸度控制为主，压下和张力调整为辅。液体平整轧制 防止工作辊上粘铁粉等异物造成缺陷 防锈,精整,板长、宽切成目标值。尺寸、表面和形状检查，剔除不合格部分。矫直涂防锈油辊涂、雾化喷涂、静电效应涂。,包装,非操作缺陷-非金属杂夹物,主要是氧化物其次是硫化物、氮化物、碳化物及其混合物。细小、均匀夹杂物可调整晶粒度、切削性能。较大夹杂物形成裂纹源。内部夹杂钢水脱氧、脱硫。外部夹杂耐火材料,冲击断口与夹杂,单向拉伸与夹杂,裂纹与夹杂,四、新产品开发,1、低碳钢2、短流程

20、超低碳钢3、铁素体区轧制钢4、残余奥氏体钢TRIP钢,1、08Al低碳钢性能合格率,饼形晶与渗碳体,AlN析出峰,2、短流程超低碳钢“以热代冷”的 组织基础,等轴晶与铁素体,饼形晶与渗碳体,“以热代冷”化学成分基础,第二相析出物,延伸率,屈服强度,3、铁素区轧制钢化学成分,铁素体轧制工艺,铁素体区单相区,低低碳钢铁素体轧制,铁素体轧制,铁素体轧制组织,r值,终轧温度与织构,压下率与织构,板厚方向与织构,实物化学成分,4、残余奥氏体TRIP钢,1号,2号,3号,TRIP钢板金相组织（400）,残余奥体形态、分布,（a）块状（b）针状,残余奥氏体标定,（c）电子衍射花样（d）指数标定,显微组织演变

21、,奥氏体碳含量演变,残余奥氏体模型,（a）变形前试样标定,10%20%25%30%35%15%5%40%35%30%15%（b）断裂后试样测试结果 含铝钢拉伸试样标定及均匀变形示意图,均匀变形模型,残奥氏体应变诱导相变模型,残余奥氏体稳定性问题,化学稳定性热稳定性机械稳定性应力状态下的相变对均匀延伸无贡献应变状态下的诱导促进均匀延伸,ReL=415MPa、Rm=530MPa、A50mm=40%,应力相变与应变相变,基体组织的影响,贝氏体（碳扩散）：残奥稳定性高马氏体（碳扩散？）：残奥稳定性低相变速度10-310-6s C到界面时间10-4s,残余奥氏体形态的特性,针状、薄膜状、断续状：碳浓度高

22、、稳定性强、相变后组织连续后致密。块状：碳浓度低、稳定性差、相变后体积膨胀、诱发裂纹。,数量的表述,Magee数量表达式：%=exp(Ms-Tq)常数与成分相关,Tq冷却介质温度经验公式：%=exp-1.10 10-2(M-Tq)（适用于0.37-1.10%C）,性能测试问题,本征强度、塑性屈服强度增加与降低动态测试,数学问题,稳定性一般表达式AR=klg+C残奥转变量与应变量的对数成线性关系。Ks=1/K稳定性由线性斜率的倒数来表示。Ks越大，稳定性越高。低碳钢、中碳钢、高碳钢、高速钢、奥贝球铁Ks不等。Ks值数据：0.035、0.045、0.056、0.086等，无量纲。,悍马车,专利,谢 谢！,