船板表面花斑成因分析及改进措施.doc

船板表面花斑成因分析及改进措施时义祥王杰李延芝（济钢集团有限公司中厚板厂，山东济南250101）摘要通过现场取样检验，对表面花斑部位进行光谱分析和扫描电镜分析，发现钢板表面富集Ni、Cu、As、Sb、Si等元素，同时富集Na、Mg、K、Ca等保护渣成份，上述元素的富集是导致船板表面产生花斑的主要因素。通过减少钢中有害元素，提高钢质纯净度，降低钢中Si含量等措施，使船板表面花斑问题得到明显改善。关键词表面花斑；元素富集；成因分析；改进引言金融危机以来，用户对钢板表面质量的要求越来越高，特别是船板表面缺陷的质量异议数量激增，其中较为突出的问题是船板表面花斑缺陷。由于花斑缺陷分布面积普遍较大，需手工打磨后才能使用，无疑增加了人工成本和制造周期，如果局部打磨深度超深，将造成整张钢板报废，许多船厂以此为由纷纷提出索赔或换货，使钢厂蒙受巨大的经济损失。由于对花斑的本质及其形成原因认识不深入，导致这一缺陷始终没有得到有效解决，长期以来困扰着钢厂和用户。本文通过现场取样检测，对花斑缺陷分别进行光谱分析、扫描电镜分析，结合实验室分析结果和现场试验，查找花斑缺陷形成的机理，并进而提出改进措施。1、试样制备及检验方法试样取自出现花斑缺陷的热轧成品钢板，钢种AH36，厚度20mm，为了防止被氧化或污染,对花斑及氧化铁皮部位用透明胶带封住，然后采用线切割方式制成小样，分别进行光谱分析和扫描电镜分析。图1：典型花斑缺陷3、检验结果3.1光谱分析结果采集船板花斑试样，光谱分析结果如表1示。表1：光谱分析结果检验钢种/规格：AH36/20mm使用标准：GB/T4336-2002温度：23℃湿度：30%使用设备：直读光谱仪样品名称委托编号分析元素及含量（%）CSiMnPSAlVTiNbAs船板10.120.411.350.0180.0040.0310.0070.0130.0170.006船板20.150.411.370.0190.0050.0300.0070.0130.0170.006船板30.140.411.360.0190.0050.0290.0070.0130.0170.006SbNi船板10.00070.09船板20.00090.09船板30.00090.09从化学成分看：钢板表面花斑部位含有砷（As）、锑（Sb）、镍（Ni）等元素，特别是镍含量达到0.09%以上（船板不加Ni），另外Si含量也较高，达到0.41%，在标准上限。3.2电镜分析结果3.2.1断口形貌及图谱分析交界处基体表面氧化层图在状态OSiCaMnFeNiCuGeAs总的谱图1是3.4510.7462.2616.071.535.95100.00谱图2是6.770.560.321.0482.847.351.11100.00图1：花斑形貌及能谱分析由上图可以看出，“谱图1”处除了Fe、O元素外，还富集“Ni、As、Cu、Ge”等元素，其中镍（Ni）富集点含量（最高）达62.26%，铜（Cu）富集点含量（最高）达16.07%、砷（As）富集点含量（最高）达5.95%，上述元素富集处与花斑缺陷位置对应。交界处基体基体表面氧化层图在状态OSiCaMnFeNiCuAsSn总的谱图1是14.153.011.5358.7818.044.480.00100.00谱图2是8.491.041.1979.248.721.31100.00谱图3是33.710.8165.48100.00谱图4是21.3848.0229.740.86100.00谱图5是0.471.2098.33100.00图2：花斑形貌及能谱分析对钢板基体、氧化层与基体交界处、外层颗粒状物质分别进行了能谱分析，基体成分为98.33%的Fe、1.20%的Mn及0.47%的Si组成，交界处成分Ni达到18.04%、Cu4.48%、Si3.01%，谱图4处Ni达到29.74%。从断口形貌及图谱分析结果看，花斑处钢板基体与氧化层之间富集Ni、As、Cu、Ge等元素，其中Ni最高点达62.26%，Cu最高点达16.07%、As最高点达5.95%。3.2.1钢板表面氧化层形貌分析氧化层谱图在状态ONaMgAlSiSClKCaMnFeCu总的谱图1是15.891.170.610.541.251.130.540.454.441.1571.910.92100.00谱图2是32.430.690.390.5110.830.8154.35100.00谱图3是29.230.680.400.357.580.8960.88100.00谱图4是32.530.720.820.4310.6054.89100.00最大32.531.170.720.541.251.130.540.4510.831.1571.910.92最小15.891.170.610.540.390.350.540.