SUH409L不銹鋼板是一種鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.5%~12.5%的鐵素體不銹鋼，具有良好的成型性、經(jīng)濟(jì)性、耐蝕性、抗氧化性等綜合性能，屬環(huán)保節(jié)能型鋼鐵材料，被廣泛應(yīng)用于汽車排氣系統(tǒng)及耐高溫設(shè)備。SUH409L通過加入鈦或鈮對(duì)進(jìn)行穩(wěn)定化處理，在高溫下促進(jìn)鐵素體相的穩(wěn)定，提高其高溫韌性。綜合考慮，生產(chǎn)過程中一般添加穩(wěn)定化元素Ti，Ti與鋼水中的O、N結(jié)合生成TiO2、TiN等高熔點(diǎn)夾雜物，易產(chǎn)生連鑄水口結(jié)瘤、結(jié)晶器“結(jié)魚”等問題，流入結(jié)晶器的大塊聚集夾雜物對(duì)鋼帶內(nèi)部質(zhì)量、表面質(zhì)量及力學(xué)性能等均產(chǎn)生不利影響。
用戶使用SUH409L不銹鋼冷軋板，生產(chǎn)石油化工散熱片，在分條后發(fā)現(xiàn)少量產(chǎn)品存在分層缺陷，影響正常使用。通過對(duì)該分層缺陷的檢測分析，明確了分層缺陷產(chǎn)生的主要原因，并制定了針對(duì)性的改善措施。工藝路線：鐵水預(yù)處理→TSR→LF→CCM→熱軋→冷軋。SUH409L樣品的化學(xué)成分見表1。冷軋板規(guī)格1.0mm×1240mm，冷軋板剪切分成細(xì)條時(shí)，多件樣品在軋制方向側(cè)發(fā)生分層，宏觀形貌如下圖1所示。表1 SUH409L不銹鋼板化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） %C:0.012 Si：0.38 P:0.017 S:0.001 Cr:11.44 Ni:0.08 Ti:0.17 N:0.0082 檢測分析結(jié)果
2.1 金相檢測結(jié)果
缺陷部位試樣磨制金相后，在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)分層裂紋尾端及附近存在明顯的夾雜物，單條夾雜物長度約500μm，且夾雜附近有微裂紋，具體形貌如下圖2所示。
圖2 分層缺陷附近金相圖片
2.2 掃描電鏡能譜分析結(jié)果
為確定夾雜成分，在掃描電鏡下觀察夾雜物形貌并做能譜分析。圖3為分層缺陷處的掃描電鏡圖片，能譜分析夾雜物主要成分為CaO·TiO2·MgO·Al2O3的復(fù)合夾雜物，且含有少量的Na，Na是連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣特征元素。揭開分層試樣，對(duì)分層斷口表面進(jìn)行掃描電鏡觀察，圖4為內(nèi)表面掃描電鏡照片，能譜分析結(jié)果與夾雜物成分檢測結(jié)果一致，缺陷處元素主要為O、Mg、Al、Si、Ca、Ti和Na。因此，SUH409L鐵素體不銹鋼冷軋板分層是由夾雜物和夾渣共同引起的。其主要原因和冶煉、連鑄過程控制有關(guān)，穩(wěn)定化元素Ti與O、N結(jié)合生產(chǎn)的TiO2、TiN等高熔點(diǎn)夾雜物，LF爐處理過程中如不能充分上浮，這類夾雜物極易在中間包下水口或結(jié)晶器浸入式水口附著，導(dǎo)致水口的鋼流發(fā)生偏流，容易產(chǎn)生旋渦，引起卷渣，或者附著聚集的夾雜物被沖刷進(jìn)入結(jié)晶器，最終進(jìn)入連鑄坯，在后續(xù)軋制變形尤其是冷軋導(dǎo)致分層缺陷的產(chǎn)生。分析結(jié)果顯示SUH409L不銹鋼冷軋板分層缺陷的產(chǎn)生，主要是由鈦類復(fù)合夾雜物和卷渣共同造成的，因此，必須從提高鋼水潔凈度角度綜合考慮，對(duì)冶煉過程尤其是TSR爐精煉結(jié)束后到LF精煉連鑄澆鋼工藝進(jìn)行優(yōu)化，改善措施如下：1）控制鋼水中的氧含量，控制鋼液全氧含量≤12ppm，SUH409L鋼種由于具有極低的碳含量，根據(jù)碳氧平衡原理，勢必會(huì)造成鋼水中氧含量比一般不銹鋼高（如一般不銹鋼[C]0.05%，而SUH409L[C]在0.01%左右），TSR冶煉還原期采用硅、鋁復(fù)合深脫氧，當(dāng)鋼種氧含量達(dá)到目標(biāo)值后，進(jìn)行快速扒渣，減少渣中Al2O3、SiO2殘留，并及時(shí)補(bǔ)加石灰粉，防止鋼水二次氧化。2）控制鋼水中的氮含量，控制鋼液中的氮含量≤80ppm，優(yōu)化TSR爐吹煉配氣模型、冶煉過程全程吹氬，采用出鋼口出鋼，縮短出鋼時(shí)間，減少吸氮，全程杜絕鋼水裸露。3）LF爐全程不送電，防止增碳、增氮，鈦合金化之前，必須保證10min以上的吹氬操作，促進(jìn)夾雜物的聚集、上浮，提高鋼水純凈度，為保證鈦的收得率，加入方式采用一次性快速投入，合金化后必須保證充分的弱攪拌時(shí)間，一般要求大于15min。4）連鑄保護(hù)性澆注，為防止409L不銹鋼在連鑄過程中出現(xiàn)堵水口、結(jié)魚現(xiàn)象的發(fā)生，必須對(duì)連鑄進(jìn)行保護(hù)性澆注，大包長水口氬封，中包全程吹氬保護(hù)，使用SUH409L不銹鋼專用的覆蓋劑和保護(hù)渣，降低連鑄過程中的鋼水二次氧化。1）SUH409L不銹鋼冷軋板分層缺陷是由夾雜物和卷渣共同引起的。2）控制鋼水中的氧、氮含量，可以降低鈦類復(fù)合夾雜物的產(chǎn)生。3）連鑄過程做好保護(hù)性澆注措施，可進(jìn)一步降低鈦類復(fù)合夾雜物的生成。
