采用掃描電鏡及聚焦離子束分析對連續(xù)退火板表面魚鱗紋缺陷的形貌及微觀組織進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,魚鱗紋缺陷的實質(zhì)是一類表面微擦傷,其形成機理是因板溫計水冷套漏水,導(dǎo)致帶鋼表面在高溫下形成局部氧化,氧化部位在帶鋼張力作用下與爐輥輥面形成微擦傷。通過聚焦離子束技術(shù)在缺陷處沿截面切開后觀察到組織中有大量納米級亞晶結(jié)構(gòu)的形成,證實了帶鋼表面受急冷并氧化的推斷。微觀組織分析結(jié)果為缺陷的現(xiàn)場排查和解決提供了理論依據(jù)。 

【文章來源】：金屬熱處理. 2020,45(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

魚鱗紋缺陷的宏觀(a)和局部形貌(b)

魚鱗紋缺陷表面腐蝕后其晶粒組織初步顯現(xiàn)，同時判斷細(xì)微擦傷與晶粒的相對位置關(guān)系，為判斷缺陷產(chǎn)生部位提供微觀組織依據(jù)。如圖2所示，圖2(a)為背散射電子像，圖2(b)為二次電子像。缺陷部位經(jīng)過輕微腐蝕后，原來的圓弧狀、鉤狀等細(xì)劃傷形貌消失，表面呈現(xiàn)出相對疏松的海綿鐵形貌。據(jù)此特征推斷，缺陷的形成是帶鋼表面與水在高溫下形成微氧化，氧化組織相對基板要疏松，且氧化部位相對原板表面會形成微小凸起。具有此類組織特征的帶鋼表面與輥面接觸過程中在帶鋼張力作用下形成微小劃痕。由于爐內(nèi)氣體為5%H2與95%N2混合氣體，形成的氧化鐵將被氫氣還原，最后此類疏松結(jié)構(gòu)保留，這是缺陷形成的可能原因，需要結(jié)合聚焦離子束微觀分析結(jié)果進(jìn)一步驗證。同時也需要根據(jù)微觀組織特點進(jìn)一步分析缺陷在生產(chǎn)線上大致形成位置，為排查該缺陷提供理論依據(jù)。從帶鋼表面晶粒形貌特征以及劃痕與晶粒的相對位置關(guān)系可以進(jìn)一步推測此類缺陷在生產(chǎn)線的形成位置。如圖2(a)中箭頭所示部位，箭頭位置原來完整晶粒右上部被密集劃痕覆蓋，而箭頭前端部分的再結(jié)晶晶粒完整無損傷。據(jù)此可推測為晶粒先完成了再結(jié)晶，然后晶粒被損傷，缺陷的形成時刻應(yīng)該發(fā)生在再結(jié)晶完成之后。因此，可以大致判斷缺陷是在爐區(qū)均熱段之后產(chǎn)生，需要重點檢查均熱之后爐子有無漏水或漏氣等導(dǎo)致表面微氧化的因素。此外，魚鱗紋缺陷部位未檢測到表面有除Fe之外的其它元素或異物富集。

圖3所示為對魚鱗紋缺陷部位采用FIB正面切開后的組織特點，圖3(b)為圖3(a)方框部位的進(jìn)一步放大。從其截面組織可見，魚鱗紋缺陷處晶粒非常細(xì)小，僅為納米級。整個組織表現(xiàn)為帶鋼表面局部在高溫下因某種原因急冷而形成的細(xì)化晶粒特征。而該細(xì)晶組織周圍的基體晶粒相對細(xì)晶組織要大很多，進(jìn)一步證實了退火爐內(nèi)可能存在漏水的推測。綜上所述，魚鱗紋缺陷的形成是帶鋼表面在高溫下遇到漏水等情形產(chǎn)生的局部急冷所致，或是爐區(qū)在某一段存在氣體泄漏等情形，帶鋼表面發(fā)生局部氧化所致。局部急冷后帶鋼表面極表層組織發(fā)生了微氧化，形成了極細(xì)小亞晶組織。同時微氧化導(dǎo)致表面表層組織形成相對疏松氧化鐵，在帶鋼運行中氧化組織在張力作用下與爐輥表面發(fā)生擠壓等相對運動，形成類似魚鱗片的形貌的微損傷。由于整個連續(xù)退火爐體均含氮氫混合氣體，表面微氧化在爐內(nèi)被還原，而急冷形成的細(xì)小晶粒組織被保留。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]IF鋼合金化鍍鋅板鍍層相結(jié)構(gòu)研究[J]. 周元貴,白會平.  武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2017(03)
[2]露點對雙相鋼表面氧化物形貌及鍍層界面的影響[J]. 齊春雨,李遠(yuǎn)鵬,王賀賀,江社明,張啟富.  金屬熱處理. 2017(04)
[3]普冷板爐內(nèi)高溫變形對表面質(zhì)量的影響[J]. 李騰飛,湯茜,陳愛華,李化龍.  金屬熱處理. 2016(04)
[4]聚焦離子束技術(shù)制備超薄TEM樣品—X2樣品臺的應(yīng)用[J]. 賈佳琦,邢遠(yuǎn),史為,賈志宏.  電子顯微學(xué)報. 2016(01)



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