201不锈钢边鳞缺陷成因分析

针对201不锈钢热轧酸洗后板带表面出现的边鳞缺陷，利用扫描电子显微镜对其进行形貌及成分分析，发现缺陷位置呈台阶式结构，且氧化铬含量高于其他位置。对现场生产数据做轧程和浇次的六西格玛分析，发现边鳞缺陷与连铸浇次存在相关性。并对连铸板坯做PT检验，结果表明板坯内弧皮下裂纹是导致边鳞缺陷发生的主要原因。

目前201不锈钢是产量最多、市场应用最广的奥氏体不锈钢，201不锈钢边鳞缺陷是热轧酸洗和冷轧2B板边部出现的一种线状缺陷[1-3]，边鳞的存在不仅影响产品的质量，同时过高的边鳞发生率也降低了产品效益。本文从存在边鳞缺陷的201不锈钢白皮板上取样，利用扫描电镜观察其形貌，利用能谱仪对缺陷部位进行扫描，结合现场工艺参数分析其形成原因，并探讨201不锈钢板边鳞缺陷形成机理。

1.201不锈钢缺陷形貌分析缺陷样品宏观形貌如图1所示，沿带钢轧制方向分布，边鳞缺陷主要分布在钢带边部50mm的范围内，缺陷以线状分布，局部有破皮现象。

从表面有边鳞缺陷的板带上取样，用扫描电镜对其表面进行微观观察，并用能谱仪对微区成分进行分析。

采用扫描电镜对201不锈钢边鳞缺陷处进行微观形貌观察，如图2所示，缺陷沿轧制方向分布，缺陷处可观察到有折叠和翘皮状组织，内有灰黑色物质。缺陷表面及其截面能谱分析结果如图2、图3所示，灰黑色物质主要为Fe、Cr、Mn的氧化物。

2.边鳞发生卷统计分析

对边鳞卷出现在酸洗卷和冷轧卷表面位置进行统计，如图4所示，缺陷主要分布在板带宽度方向距离边部25～50mm的位置。对发生边鳞缺陷钢卷的炼钢连铸工序和热轧工序相关性进行分析：

Minitab软件是现代质量管理统计的领先者，全球六西格玛实施的共同语言，以无可比拟的强大功能和简易的可视化操作深受广大质量学者和统计专家的青睐。本文以热轧工序和炼钢工序作为两个变量，验证边鳞缺陷产生是由生产流程中的哪个工序流程产生的缺陷，导致热轧卷在酸洗和冷轧中产生边鳞，所以采用minitab中一般线性模型对热轧轧程和连铸浇次进行双因子方差分析，确认生产工序与边鳞的相关性，进而对工序进行查找工艺原因。双因子方差分析中以P值作为参考判断值，P＞0.05，此缺陷与工序无关，P＜0.05，此缺陷与工序相关。轧程P=0.076＞0.05，说明边鳞率与轧程无相关性，浇次P=0.016＜0.05，说明边鳞率与连铸浇次具有相关性。

3.分析讨论 

PT检验，是指渗透剂在毛细作用下，渗入表面开口缺陷内，在去除工件表面多余的渗透剂后，通过显象剂的毛细作用将缺陷内的渗透剂吸附到工件表面形成痕迹而显示缺陷的存在的检测方法。其检测要求为：

（1）预处理工作被检表面不得有影响渗透检测的铁锈和氧化皮，故对板坯边部和窄面研磨；

（2）施加渗透剂将着色渗透液均匀喷涂于受检工件表面。在整个渗透时间内，着色渗透液必须润湿覆盖全部受检工件表面。

（3）观察及记录观察显示应在显像剂施加后7~60min内进行。缺陷显示的评定应在满足标准要求光照度下进行。

板坯研磨要求：（1）距板坯边部100mm内进行研磨，修磨方式为一粗一精；（2）修磨面修磨完后用压缩空气进行吹扫，使修磨面无修磨渣残留；（3）修磨板坯选用冷坯进行修磨，修磨完板坯等5h时后做PT检验。从以上分析可以发现炼钢工序连铸坯与边鳞发生具有相关性，故对连铸坯做PT检测如下（钢坯上下表面两边和窄面做研磨部分）：

随机选14块，其中10块进行上下表面研磨，4块进行窄面研磨，其中3块板坯边部出现裂纹，其余正常。通过PT检测发现板坯存在皮下裂纹是此次边鳞出现的主要原因，从机理方面分析如下：

201不锈钢在铸坯中存在一定深度的皮下裂纹缺陷，经过加热炉加热后发生一定的脱碳，并在裂纹表面形成一层比较平滑的氧化层。在轧制时裂纹靠近铸坯边部的一侧向中心的一侧滑移形成折皱。原先裂纹两边的氧化铬层被压合到一起，形成检测到的具有两层的氧化铬。而在靠近轧板的某处微裂纹的存在造成在轧制过程中形成应力集中并最终导致撕裂，形成撕裂断口[4]。

4结语

（1）201不锈钢酸洗板或冷轧板边鳞缺陷两侧有明显的台阶状，边鳞缺陷处CrO含量要明显高于正常部位。

（2）201不锈钢板坯皮下裂纹与边鳞缺陷的出现有很大的关系，降低连铸板坯皮下裂纹，是控制边鳞发生的主要措施。