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厚规格钢板热处理中的质量控制策略

2021/11/25 阅读:

摘要:随着时代的进步和科技水平的提高,厚规格钢板生产量不断增加,但从后钢板处理实际情况来看,厚钢板在处理的过程中受多个因素的影响很容易出现划伤、麻坑等质量问题,最终降低了产品质量。为此,文章结合热处理工艺和基本操作方式,立足厚规格钢板热处理存在的问题,提出优化厚规格钢板热处理质量控制的对策。

关键词:厚规格钢板;热处理工艺;表面缺陷;质量控制

近年来,随着风电、水电、核电、海洋平台工程等大型装备行业的迅猛发展,市场对于大厚度、大单重的钢板的需求越来越大。但是从生产发展实际情况来看,国内生产的钢板不管是生产能力还是性能,还不能满足市场需求。为了能够确保厚规格钢板质量满足国家标准要求,需要做好厚规格钢板热处理表面质量控制工作。厚规格钢板热处理过程中的质量控制是热处理质量管理的重要组成,从具体实施上来看,热处理质量控制是对整个热处理过程一切影响零件热处理质量因素实施全面控制。在厚规格钢板热处理的过程中所有成员会参与其中,严格把关热处理的各个环节,从而将零件构件的热处理问题消灭在形成阶段,从而确保零件热处理质量,保障产品的质量。

1热处理

热处理作为一种特殊的工序,全面质量控制的内容是作业技术和活动。为提高中厚钢板的强度,使用以微合金化为主的成分设计和控制轧制+快速冷却或者直接淬火回火法等加工工艺处理钢板。现阶段,国内厚规格钢板厂家采用热处理方式统计分析如表1所示。

2厚规格钢板热处理表面缺陷原因

2.1下表面麻坑

厚规格钢板热处理的表面容易出现麻坑,在氮气和高温的作用下炉底钢板和辊面局部黏附的氧化铁皮会出现氧化反应,氧化铁皮数量会不断增多。伴随氧化反应的持续进行,氧化物会在炉膛底部不断累加、压实、附着,最终会出现炉底辊表面坑洼不平的状态。在淬火的时候钢板要始终保持在高温的状态,所处温度在880~930摄氏度之间,这个时候钢板的硬度会降低。第一,抛丸不干净导致的铁皮氧化或者铁锈残留。厚规格钢板在轧制冷却后,其表面会保留一层氧化物质,在外界潮湿环境或者探伤因素的影响下一些钢板表面会出现铁锈,铁锈和氧化物质的存在会影响炉底辊结瘤情况。第二,钢板周围经火焰切割后的氧化残渣。钢板边缘氧化铁皮清理不干净,在炉内热处理的时候会出现一定量的炉底辊结瘤。第三,抛丸之后没有及时入炉的钢板,在潮湿的环境下会生锈。第四,炉内混入氧气。热处理的过程中如果炉内进入氧气,会对钢板表面质量产生不利的影响。钢板不断出入炉,开关炉门的过程中会降低炉内的压力,最终导致空气进入到炉内部。辐射管局部破损也会使得大量空气进入到炉膛内,炉膛内部残留的氧气增多。

2.2下表面划伤

厚规格钢板热处理表面划伤一般是由于炉内辊卡顿、速度异常引起的。炉底辊的运行速度应该控制在每分钟0.3m以上,当低于这一运行速度的时候,辊道就会出现反向摆动和转动,钢板也会伴随出现摆动。

3厚规格钢板热处理表面缺陷的控制对策

3.1采取积极的措施改善抛丸的效果

第一,做好抛丸机械设备的日常维护保养,确保各个抛丸机械设备能够保持在正常运行的状态。第二,根据实际情况来选择适合的抛丸工艺。比如某一个类型抛丸机的运行速度在每分钟3~7m,抛头电流控制在30S到50A之间。在这样情况下如果铁皮出现的锈迹不容易去除,则是需要将抛丸的速度调节为每分钟4m,电流调节为45A。在调节好各个参数之后适当的增加弹丸的撞击能量。第三,准备足够数量的弹丸,避免出现因为弹丸撞击密度降低而影响抛丸质量的现象。第四,根据实际需要来选择弹丸的类型,常用的弹丸直径一般设定在1~1.4mm。

3.2采取积极的措施控制炉内的气氛

在最开始热处理预热阶段需要准备好氧气分析仪,在氧气分析仪的作用下对炉内的氧气质量进行监测,并持续性的向炉内注入氮气,保证炉内的氧气含量在0.05%以内。在打开炉门的时候还需要注重在其中加入氮气,并定期做好射管和烧嘴的维护保养。在检修的过程中要旋转辐射管,将辐射管的旋转角度调节为90度,通过调节度数来确保旋转辐射管的受热均匀,也在这个过程中避免出现烧裂的现象。在炉内氧气含量达到规范的标准之后还需要在其中注入一定量的氮气,并仔细检查是否出现了破损辐射管,向辐射管内部吹扫空气,而后关闭烧嘴控制器,将烧嘴电极取出,安排专门的人员测试电极口的氧气含量。所测试氧气含量在5%以内就可以充分证明辐射管出现了破损的现象。

3.3强化对入炉钢板的质量管理

在利用火焰切割钢板之后还需要对氧化铁皮以及残留物质及时清理,在钢板入炉之前还需要对钢板下表面的抛丸质量和火焰切割残渣进行检查,避免在潮湿环境下的生锈问题。

3.4优化加热操作工艺

热处理所消耗的时间比较长,且温度越高,钢板表面的氧化率就会越高,由此也会更加容易出现结瘤的现象。为此,在实验操作的时候需要相关人员严格控制淬火、正火的温度,并适当的提升钢板的升温速率,缩短钢板加热时间,从而将结瘤的发生几率降低到最低的状态。第一,过热。引起过热的原因是炉温仪表失去控制,过热组织在经过退火、正火、回火之后会在正常的加热条件下重新奥氏体化,最终也会使得晶粒得到细化。断口遗传是具备过热组织的钢材,这类材料在重新加热淬火之后,奥氏体晶粒虽然会被细化,但有时候还会出现粗大的粒状断口。在经过调查证明出现断口的原因是加热温度较高,加热的过程中会让MnS夹杂物融入到奥氏体中,在冷却的时候这些杂物还会沿着晶界析出,重新加热也仍然无法改变这种情况。粗大组织具有遗传性的特点,为了能消除粗大组织的遗传性,在具体加工时可采取中间退火或者多次高温圆火的操作形式。第二,过烧。加热温度过高不仅会引起晶体的粗化,还会让晶体局部出现氧化或者熔化,被称作是过烧,过烧的组织无法挽救,只能够作废处理。第三,脱碳氧化。钢在加热的时候表面碳和介质中的元素会产生反应,由此会降低表面碳浓度,这样的现象被称作是脱碳。脱碳在淬火之后表现还会变的十分坚硬,最终耐磨性也会降低。防止和减少氧化脱碳的对策可以从空气、盐浴、气氛保护等方面进行。①在工件中埋入石英砂、木炭粉、铸铁屑等物质,并涂抹保护涂料。②盐浴。严格脱氧处理,并定期做好捞渣检查。在中性盐中加入碳元素的活性成分。③保护气氛。使用深度净化惰性气体,严格控制气氛的碳势,使碳势接近钢的碳含量。

3.5制定出科学合理的热处理生产计划

厚规格钢板热处理的过程中会出现炉底辊结瘤的现象,为了能够保障生产加工的质量,需要采取积极的措施降低炉底辊结瘤的现象。即要求施工人员在最开始作业的时候编订适合的生产管理计划,在具体实施操作的时候采取正火、淬火和回火交替的操作模式,先高温高硬度之后低温低硬度,先厚厚薄的处理,从而有效延长辊面结瘤的处理周期,提高热处理生产效率。

4结语

综上所述,厚规格钢板在过热处理的过程中容易出现划伤或者麻坑的缺陷,这些问题降低了产品的质量。文章结合厚规格钢板的基本参数,分析了其表面缺陷出现的原因,并对应提出了解决对策,旨在能够更好的提升厚规格钢板质量,促进厚规格钢板的生产。

作者:鲁燕红 单位:南京钢铁股份有限公司中厚板卷厂

厚规格钢板热处理中的质量控制策略

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