D0I:10.13374/1.issnl00103.2009.s1.0B 第31卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.31 Suppl.1 2009年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dee.2009 异常粗大的奥氏体晶粒对表面晶间裂纹的影响 李朋欢包燕平岳峰彭尊吴华杰 北京科技大学治金与生态工程学院：北京100083 摘要在大方坯连铸中，经常出现的缺陷是表面网状裂纹，由于铸坯表面存在网状裂纹导致轧制过程中出现严重的纵裂 纹·通过微观检测、热模拟等手段分析了表面网状裂纹产生的原因及机理，由实验结果可以看出，表面网状裂纹沿异常粗大的 奥氏体晶粒开裂，其实质是奥氏体晶间裂纹：异常粗大的奥氏体晶粒、残余元素C的富集以及AN、BN等氨化物和先共析铁 素体薄膜的析出是导致该钢种产生晶间裂纹的主要原因：大的奥氏体晶粒是残余元素富集以及氮化物和先共析铁素体薄膜 析出的先决条件，因此表面网状裂纹是第Ⅱ和第Ⅲ脆性区间相互作用的结果，经常出现在存在凹陷和鼓肚的部位：异常粗大 的奥氏体晶粒产生的主要原因是高的过热度和不均匀冷却. 关键词表面网状裂纹：晶间裂纹：超大奥氏体晶粒：氮化物：先共析铁素体 Effect of abnormally large prior-austenite grains on the presence of surface inter- granular cracks LI Peng-huan,BAO Yan-ping:YUE Feng.PENG Zun,WU Huajie Engineering Research Institute,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT Surface network cracks that often appear in bloom casting can cause severe longitudinal cracks during the rolling pro- cess.Through micro-examination and hot tensile tests,several results were obtained.The surface network cracks are obviously inter- granular located at the boundaries of abnormally large prior-austenite grains.It has been recognized that net work cracks are associated with large prior-austenite grains.residual Cu element,precipitation of carbides and nitrides (AIN.BN.Nb(C.N)),and ferrite films.The main precondition for crack formation appears to be a coarse microstructure.which leads to critical concentrations of segre- gated solutes and precipitates along the austenite grain boundaries.This may lead to a combined effect of region IIand Ill-embrittle- ment for network cracking.The cracks occur mostly at the locations where bulging or surface depression appears.The study has shown that the abnormally large prior-austenite grains are caused by higher superheat and uneven cooling. KEY WORDS surface network cracks;intergranular cracks:abnormally large prioraustenite grains:nitride;proeutectoid ferrite 在电炉钢大方坯连铸中，特别是在采用铁水热 1实验方法 装后，对俦坯的表面质量要求越来越严格，在板坯 连铸中经常出现的表面纵裂纹和角部横裂纹在大方 为了弄清楚该钢种大方坯连铸时产生表面网状 坯连铸中并不常见，而经常发生的缺陷则是在铸坯 裂纹的原因，采用以下方法进行分析研究 表面呈网状分布的表面网状裂纹， (1)取出现裂纹的铸坯试样，在铸坯表层连续 在生产某低碳硼合金钢时，由于大方坯表面存 切取4块15mm×15mmX15mm的试样，分别标记 在网状裂纹导致轧制过程中出现纵裂，严重影响了 为1、2、3、4.如图1所示，对试样1、2裂纹表面预 生产率和产品质量，本文通过微观检测、热模拟等 磨、抛光，对试样3、4裂纹截面预磨、抛光，用SEM 手段分析了表面网状裂纹产生的原因及机理， 及EDS观察裂纹的形貌特征及检测裂纹区域夹杂 收稿日期：2009-08-01 作者简介：李朋欢(1982一)男，博士研究生；包燕平(1963一)，男，教授，博士生导师，Emal:baoyp@ustb.ed:cn异常粗大的奥氏体晶粒对表面晶间裂纹的影响 李朋欢 包燕平 岳 峰 彭 尊 吴华杰 北京科技大学冶金与生态工程学院‚北京100083 摘 要 在大方坯连铸中‚经常出现的缺陷是表面网状裂纹．由于铸坯表面存在网状裂纹导致轧制过程中出现严重的纵裂 纹．通过微观检测、热模拟等手段分析了表面网状裂纹产生的原因及机理‚由实验结果可以看出‚表面网状裂纹沿异常粗大的 奥氏体晶粒开裂‚其实质是奥氏体晶间裂纹；异常粗大的奥氏体晶粒、残余元素 Cu 的富集以及 AlN、BN 等氮化物和先共析铁 素体薄膜的析出是导致该钢种产生晶间裂纹的主要原因；大的奥氏体晶粒是残余元素富集以及氮化物和先共析铁素体薄膜 析出的先决条件‚因此表面网状裂纹是第Ⅱ和第Ⅲ脆性区间相互作用的结果‚经常出现在存在凹陷和鼓肚的部位；异常粗大 的奥氏体晶粒产生的主要原因是高的过热度和不均匀冷却． 关键词 表面网状裂纹；晶间裂纹；超大奥氏体晶粒；氮化物；先共析铁素体 Effect of abnormally large prior-austenite grains on the presence of surface inter￾granular cracks LI Peng-huan‚BA O Y an-ping‚Y UE Feng‚PENG Zun‚W U Hua-jie Engineering Research Institute‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT Surface network cracks that often appear in bloom casting can cause severe longitudinal cracks during the rolling pro￾cess．T hrough micro-examination and hot tensile tests‚several results were obtained．T he surface network cracks are obviously inter￾granular located at the boundaries of abnormally large prior-austenite grains．It has been recognized that network cracks are associated with large prior-austenite grains‚residual Cu element‚precipitation of carbides and nitrides （AlN‚BN‚Nb（C‚N））‚and ferrite films．T he main precondition for crack formation appears to be a coarse microstructure‚which leads to critical concentrations of segre￾gated solutes and precipitates along the austenite grain boundaries．T his may lead to a combined effect of region Ⅱ-and Ⅲ-embrittle￾ment for network cracking．T he cracks occur mostly at the locations where bulging or surface depression appears．T he study has shown that the abnormally large prior-austenite grains are caused by higher superheat and uneven cooling． KEY WORDS surface network cracks；intergranular cracks；abnormally large prior-austenite grains；nitride；proeutectoid ferrite 收稿日期：2009-08-01 作者简介：李朋欢（1982—）‚男‚博士研究生；包燕平（1963—）‚男‚教授‚博士生导师‚E-mail：baoyp＠ustb．edu．cn 在电炉钢大方坯连铸中‚特别是在采用铁水热 装后‚对铸坯的表面质量要求越来越严格．在板坯 连铸中经常出现的表面纵裂纹和角部横裂纹在大方 坯连铸中并不常见‚而经常发生的缺陷则是在铸坯 表面呈网状分布的表面网状裂纹． 在生产某低碳硼合金钢时‚由于大方坯表面存 在网状裂纹导致轧制过程中出现纵裂‚严重影响了 生产率和产品质量．本文通过微观检测、热模拟等 手段分析了表面网状裂纹产生的原因及机理． 1 实验方法 为了弄清楚该钢种大方坯连铸时产生表面网状 裂纹的原因‚采用以下方法进行分析研究． （1） 取出现裂纹的铸坯试样‚在铸坯表层连续 切取4块15mm×15mm×15mm 的试样‚分别标记 为1、2、3、4．如图1所示‚对试样1、2裂纹表面预 磨、抛光‚对试样3、4裂纹截面预磨、抛光‚用 SEM 及 EDS 观察裂纹的形貌特征及检测裂纹区域夹杂 第31卷 增刊1 2009年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31Suppl．1 Dec．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．s1．003