热轧之后发生角裂是微合金钢的一种典型缺陷,这种角裂会在结晶器中出现,并在随后的连铸过程,特别是矫直过程中扩展。在铸坯表面温度下,当铸坯表面经受了比材料固有强度大的热应变、机械应变或相变应变时,就会出现这种裂纹。在某些热轧坯中也会出现这种裂纹,这些裂纹形成的机理大致如下:
在晶界处第二相的沉淀硬化,它可能会使热延性恶化。在微合金钢,诸如含Nb、V、Al和N的高强度低合金钢(HSLA)中出现这种开裂的倾向比较大,形成的第二相粒子诸如Nb(CN)、V(CN)、AlN会在γ晶界处析出。
当铸坯经受因矫直或不均匀的冷却而产生的拉伸力时,其顶部和角部就会产生较为严重的裂纹。二次冷却强度过高会导致这种开裂渗透。
横向开裂出现在振动压痕处以及表面凹陷处,因为这些地方往往偏析严重且有粗大的显微组织出现。此外,这种裂纹总是在晶粒间沿着超大的原始奥氏体晶粒的晶界处出现。
为了减少微合金钢中横向裂纹的出现,台湾中钢公司的技术人员对50BV30微合金钢连铸坯进行了研究,50BV30钢的化学成分为:0.28~0.32C,0.7~0.95Mn,0.3~0.5Cr,0.1~0.15V,0.01Al,≤0.04Ti,0.0118N,≤0.001B。可采取如下措施来减少铸坯的缺陷:
利用强碳化物形成元素Ti来去除钢液中自由氮,从而降低AlN、BN在矫直前析出的风险。当Ti/N率提高到比TiN的化学当量(3.42)高时,即使溶质中的氮含量较高时,缺陷率也会降低。
采用比较缓和的二次冷却强度也有利于提高角部温度和降低热应力。研究发现,通过采取合适的二次冷却制度和析出控制,可以使缺陷发生率从高于30%大大降低至小于2%。(余冶)