Технический отчет по результатам исследования образцов

сляба, листа, трубы

по договору № Д/ИТЗ–14–0000179 от« 22 » декабря 2014 г.

Генеральный директор А.А. Казаков

Санкт-Петербург

2015

Список исполнителей

1.	к.т.н., доцент		Ковалев П.В.
2.	ведущий инженер		Казакова Е.И.
3.	ассистент		Рябошук С.В.
4.	ассистент		Кур А.А.
5.	инженер		Чигинцев Л.С.

СОДЕРЖАНИЕ	№ страницы
Результаты металлургической экспертизы образца сляба Пл. 344261 сл.3/5-2 “1-3”	5
Результаты металлургической экспертизы образца сляба с маркировкой 3.1, 3523	18
Результаты металлургической экспертизы образца “№7192-2”	26
Результаты металлургической экспертизы образца трубы c маркировкой 4303802 (802-2)	31
Результаты металлургической экспертизы образца листа 23219	36
Классификатор поверхностных дефектов	42

В рамках настоящей работы была проведена металлургическая экспертиза образцов от слябов, листов и труб с различными поверхностными дефектами. В Таблице 1 приведен перечень следованных в настоящей работе. образцов металла.

Таблица 1

№ п/п	Тип изделия	Тип дефекта	маркировка
1	Сляб, темплет 300х195х30мм	Трещина на малом радиусе	3523, 3.1
2	сляб	Поверхностные трещины	Пл. 344261 сл.3/5-2 “1-3”
3	Труба, 34 мм	Плена на внутренней поверхности	7192-2
4	Лист	плена	23219
5	труба	плена	4303802 (802-2)

На первом этапе работы была проведена предварительная металлургическая экспертиза образцов сляба, листа и труб с различными поверхностными дефектами. На основании полученных результатов исследования было принято решение провести подробный металлографический и микрорентгеноспектральный анализ двух образцов непрерывнолитой заготовки, двух образцов трубы, а также одного образца листа. Результаты комплексного анализа являются основой для определения причин образования дефектов и позволят разработать технологические мероприятия, направленные на их предотвращение.

1. Результаты металлургической экспертизы образца сляба

Пл. 344261 сл.3/5-2 “1-3”

Проведена металлургическая экспертиза образца непрерывнолитой заготовки с поверхностной трещиной, имеющего следующую маркировку Пл. 344261 сл.3/5-2 “1-3”. Внешний вид дефекта представляет собой извилистую трещину на поверхности сляба с достаточно глубоким раскрытием и широким руслом трещины (рис. 1.1).

Рис.1.1. Внешний вид дефекта на поверхности сляба.

На рисунке 1.2 и 1.3 представлены изображения микроструктуры металла в области трещины без травления и после травления. Установлено, что глубина проникновения дефекта составляет 8 мм, зона обезуглероживания вокруг трещины составляет площадь 8мм×4мм. У поверхности сляба обнаружена газовая пора.

Рис.1.2. Микроструктура дефекта на поперечном сечении сляба, без травления

Рис.1.3. Микроструктура дефекта на поперечном сечении сляба после травления.

На рисунке 1.4 представлено панорамное изображение другого поперечного сечения сляба в области трещины. Глубина проникновения дефекта в данном сечении составляет 6мм, зона обезуглероживания - 4мм×4мм.

Рис. 1.4. Микроструктура дефекта на поперечном сечении сляба после травления.

Металлографический анализ областей металла, примыкающего к трещинам, заполненным окалиной показал, что вдоль трещины присутствует зона сателлитных неметаллических включений толщиной до 100 мм, обезуглероживание, а также укрупненное ферритное зерно (рис. 1.5). Зона сателлитных включений распространяется строго вдоль трещины, повторяя ее форму и характер распространения.

Рис. 1.5. Вдоль трещины по обе ее стороны существует зона сателлитных включений

Установлено, что более крупные сателлитные включения образуются вдоль границ зерен, а более мелкие в основном в теле зерна (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Зона сателлитных включений в районе трещины

Металлографический анализ приповерхностной зоны сляба вне дефекта позволил зафиксировать поверхностное обезуглероживание глубиной до 400 мкм (рис. 1.7).

Рис.1.7. Структура сляба в поперечном сечении в приповерхностной зоне вне дефектов.

На рис. 1.8 представлено изображение окалины в трещине, полученное на электронном растровом микроскопе.

Рис. 1.8. Изображение окалины в трещине, белым цветом обозначена область картирования, ×3450

Элемент	Тип линии	Условная концентрация	Отношение k	Вес.%	Сигма Вес.%	Название эталона
O				30.94
Al	K серия	0.79	0.00570	4.60	0.12	Al2O3
Si	K серия	0.15	0.00119	0.75	0.08	SiO2
P	K серия	0.07	0.00041	0.22	0.07	GaP
S	K серия	0.08	0.00070	0.31	0.06	FeS2
Mn	K серия	2.60	0.02602	9.52	0.17	Mn
Fe	K серия	14.33	0.14333	51.35	0.29	Fe
Cu	K серия	0.58	0.00577	2.31	0.18	Cu
Сумма:				100.00

Рис.1.9. Картирование выделенной области на рис.1.8

Анализ полученных результатов показал, что основные компоненты окалины представляют собой преимущественно оксиды железа, марганца, кремния и меди. Содержание меди в составе окалины составляет до 2,3 %

На рис. 1.10-1.12 приведены результаты микрорентгеноспектрального анализа сателлитных неметаллических включений, обнаруженных как по границам зерен, так и в теле зерна.

Рис. 1.10. Сателлитные включения. Приведен состав включений на границе зерна, ×28000

Элемент	Тип линии	Условная концентрация	Отношение k	Вес.%	Сигма Вес.%	Название эталона
O				26.32
Si	K серия	0.02	0.00017	0.03	0.03	SiO2
Cr	K серия	0.35	0.00345	0.29	0.04	Cr
Mn	K серия	36.00	0.35999	34.76	0.14	Mn
Fe	K серия	40.76	0.40761	38.60	0.15	Fe
Сумма:				100.00

Рис. 1.11. Сателлитные включения в теле зерна. Приведен состав включений в теле зерна, ×40000

Элемент	Тип линии	Условная концентрация	Отношение k	Вес.%	Сигма Вес.%	Название эталона
O				31.09
Al	K серия	0.06	0.00044	0.08	0.02	Al2O3
Si	K серия	4.30	0.03409	4.71	0.03	SiO2
Cr	K серия	0.11	0.00111	0.08	0.02	Cr
Mn	K серия	17.54	0.17538	14.90	0.06	Mn
Fe	K серия	58.76	0.58762	48.94	0.08	Fe
Nb	L серия	0.18	0.00175	0.19	0.04	Nb
Сумма:				100.00
Элемент	Тип линии	Условная концентрация	Отношение k	Вес.%	Сигма Вес.%	Название эталона
O				29.89
Al	K серия	0.05	0.00038	0.07	0.02	Al2O3
Si	K серия	2.15	0.01708	2.28	0.03	SiO2
Cr	K серия	0.14	0.00143	0.09	0.03	Cr
Mn	K серия	17.43	0.17425	13.98	0.09	Mn
Fe	K серия	68.29	0.68289	53.68	0.12	Fe
Сумма:				100.00

Рис.1.12. Картирование сателлитных включений

Согласно данным картирования в состав сателлитных включений помимо оксидов кремния и марганца, входят и оксиды железа. Это может служить признаком того, что данные частицы сформировались при окислении горячей трещины на воздухе, на начальном этапе образования слоя окалины.

Таким образом, выявленные микроструктурные признаки, сопровождающие исследованную поверхностную трещину, такие как глубина проникновения до 8 мм, наличие развитой зоны сателлитных неметаллических включений, глубокое обезуглероживание, укрупненное ферритное зерно в районе трещины, а также наличие меди в составе окалины, которой заполнена трещина, позволяют сделать предположение о том, что данный дефект является “паукообразной трещиной”, которая образовалась при достаточно высоких температурах в момент нахождения сляба в кристаллизаторе и связана с натиранием меди при плотном контакте корочки сляба со стенками кристаллизатора.