
低碳低合金钢板白点缺陷分析
钢中存在白点缺陷,这种缺陷可能会致使钢材发生断裂,进而引发灾难性事故,它是裂纹源。钢材中的白点缺陷是由钢中氢含量偏高以及内部应力共同作用而形成的。白点属于钢内部的裂纹,是成品钢材所不允许存在的一种冶金缺陷。
一般低碳低合金钢不会产生白点缺陷。然而,有一些研究显示:在某些低碳低合金钢里是会产生白点缺陷的,比如 16Mn 钢。据报道:碳质量分数大概为 0.20%的普通碳素钢,当氢质量分数达到 0.0004%时,就会有白点缺陷形成。
扫描电镜检验也可对低碳低合金钢中的白点缺陷进行检验。
钢中化学成分及H含量如表1所示和试验项目、数量如表2所示

1.超声波探伤和低倍检验
为确定缺陷位置,采用超声波探伤方法进行测定。在伤波严重和密级位置进行横向和纵向低倍(6 - 10 倍)热酸蚀试验,都能发现有白点特征的裂纹。在检验过程中,未观察到发射状或同心圆的白色裂纹特种。由此可见,钢板中白点裂纹在低倍试片上的辨认较为困难。

2.宏观断口试验
在超声波探伤中钢材断口检验法,在伤波严重且密集的位置进行取样。然后,在断口上能够发现鸭嘴型裂口。

3.力学性能试验
对钢板进行 Z 向拉伸试验,试验结果如表 3。Z 向拉伸断口有白斑的试样,其强度指标稍有下降。对钢板进行 Z 向-40℃冲击试验,试验结果如表 3。Z 向-40℃冲击试验中,Z 向拉伸断口有白斑的试样,其塑性和冲击韧性指标下降明显。

4.金相检验
在低倍试样中确认存在白点裂纹的地方,取金相试样,该试样具有明显的锯齿形特征,如 图 3 所呈现的那样。

金相检验结果显示,脆性夹杂物处于 1 至 1.5 级的范围,塑性夹杂物处于 0.5 至 1.5 级的范围,并且带状组织较为严重,达到了 3 至 4 级。
5.扫描电镜观察
用扫描电镜能谱对白点裂纹附近的不同组织进行分析。结果显示:珠光体条带里锰的含量比较高。尤其在粒状贝氏体区,锰的质量分数达到了 2.51%。而基体中的锰质量分数仅仅约为 1.5%。
6.结论
钢板拉伸试样的断口面上有白斑。这种白斑的属性是白点缺陷。这种白点缺陷是在钢坯中形成的。在轧制钢板时,由于没有焊合而形成了二次白点。
钢板中白点缺陷在低倍酸侵面上的特征,不如高碳钢、合金钢以及方、圆钢中的白点那样明显。能够通过超声波探伤和水平断口检验方法配合来进行判断。同时,还可以借助金相检验和扫描电镜微观检验方法来进一步予以确认。
钢板中白点裂纹出现在珠光体条带粒状体贝氏区。带状组织为形成白点缺陷提供了所需的组织应力。条带组织的形成是因为锰(以及碳和硫)发生了偏析。这种偏析使得局部含氢量增加,为形成白点氢偏高提供了条件。在组织应力与局部氢偏高的共同作用下,产生了白点缺陷。
钢板中的白点裂纹钢材断口检验法,对纵向力学性能的影响不大,对横向力学性能的影响也不大。不过,它会显著降低 z 向的塑性指标,同时也会显著降低冲击韧性值。
低碳低合金钢板不像高碳钢和合金钢那样容易产生白点缺陷。然而,如果不注意控制冶炼过程中的氢含量,并且不采取钢坯缓冷措施,那么也有可能产生白点缺陷。


