Y1Cr13不锈钢轧材劈头开裂原因分析

针对某厂生产的Y1Cr13不锈钢在轧制过程产生劈头开裂的问题,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、小样电解等分析检测方法,从夹杂物微观形貌角度对钢劈头开裂样中硫化物的微观形貌特征进行了表征分析,并探究了Y1Cr13不锈钢轧制时劈头开裂形成的原因。结果表明:该不锈钢轧材存在大量长条状硫化物,硫化物长宽比较大,长宽比分布在3以内的夹杂物占比为65.4%,长宽比大于3的夹杂物占比为34.6%,硫化物的国标评级为:粗系4.5级,细系5.5级,德标评级为3-3级;钢中过多的热脆细长条状硫化锰和锰铁硫化物是劈头开裂的主要原因。采用镁、碲等新工艺可对硫化物形态进行改质,将其控制为球形或纺锤形,并提高硫化物硬度,轧制时不易变形;通过适当减少钢中的[S]含量以及提高钢中Mn/S等措施可减少钢中的(Mn,Fe)硫化物。

碲对Y1Cr13易切削不锈钢中硫化物改质的工业研究

借助金相显微镜、扫描电子显微镜,Image-Pro Plus图像分析软件等手段分析了碲改质Y1Cr13不锈钢中硫化物的效果并进行了对比。结果表明,当钢中加入0.011%的碲时MnS夹杂周围析出了MnTe夹杂,促使了硫化物夹杂粗化,大多数硫化物的形貌呈椭球状、纺锤状且分布弥散,同时碲增强了硫化物夹杂的抗变形能力。钢中加碲后,硫化物纺锤率由未改质前的55.4%提高到了86.5%,硫化物评级由未改质前的3-1级下降到了2-2级,硫化物形态及评级得到了显著提升。切削试验表明,钢中未加碲时,在切削速率分别为180、360、560 r/min时,切削后所得C型屑百分比分别为53%、59%、64%,且工件切削表面粗糙度Ra分别为3.407、2.112、4.186μm,然而当钢中添加碲后,切削后所得C型屑百分比分别为86%、90%、93%,且工件切削表面粗糙度Ra分别为2.302、1.978、3.220μm。因此,钢中添加碲后,显著提升了钢的切削性能。

镁改质对Y1Cr13易切削不锈钢中硫化物的影响

为了研究镁对Y1Cr13易切削不锈钢中硫化物的改质作用,采用金相显微镜、Image-Pro Plus图像分析软件、扫描电子显微镜、FactSage热力学软件分析了添加镁前后钢中硫化物的分布规律、整体形貌以及析出条件。结果表明,向Y1Cr13易切削不锈钢中加入一定量的镁可将Al2O3改质成细小弥散的Al2O3·MgO,钢中典型硫化物MnS在钢液凝固末期会以其为形核质点析出,析出温度为1448℃,形成的MnS-Al2O3·MgO复合夹杂物具有外软内硬的结构,这种结构使得MnS在轧制过程中不易变形,在轧材中仍然保持球状或椭球状,并且随着镁质量分数的提高,Al2O3·MgO的析出温度区间越大,其析出量越多,对MnS形态的改善也越明显;硫化物评级由未改质前的细系5.5、粗系4.5下降到改质后的细系3.5、粗系1.0,并且随着其质量分数的提高,评级进一步下降至细系2.5、粗系0.5,轧材成材率由原来的70%提升至90%。因此,适当提高镁的添加量有利于提高其改质效果。