易切削钢在轧制过程中的的高温延性破坏

fandongkun

尽量减少半精加工易切削钢长材的表面及亚表面延性破坏是钢材制造商一直以来为提高钢材收得率、满足下游企业机加工要求而追求的目标。

对易切削钢要具有较高的机加工性能、较好的表面质量和稳定性以及能进一步满足欧盟法规对提倡使用铅替代物（Bi、Te和使用大量的S）的要求，使得钢铁生产商越来越重视对钢材轧制表面质量的研究和控制。对于易切削钢来说，最关键的问题是低延性以及为了达到无缺陷轧制而显得“狭窄”的温度范围。易切削钢的延性破坏归根结底是由于在钢浇注、再加热及轧制过程中所存在的各种相互作用的内在综合。在从铸态向锻造组织转变的过程中（也就是在开坯/初轧机上进行的热机械加工和显微组织状态下）这种相互作用就显得特别突出，以致于使得一些机加工用钢再加热后铸态组织的延性低于10%。

欧洲的研究人员对发生在易切削钢表面及亚表面的高温延性破坏及其机理进行了研究，同时也对在轧制过程中出现的横穿连铸坯的氧化皮的长度进行了测定。并在此基础上研究出了一套集材料力学性能测试、热机加工参数及特性值（诸如主应力、应变、应力模型图、应变速率、温度以及像MnS夹杂那样的不均匀相的定量分析等）模拟于一体的研究方法。

为了尽量减少易切削钢轧制过程中的开裂，建议如下：

检测FCS（半精加工易切削钢）的化学成分，Mn/S比和关键的MnS指数；

估计（模拟）激冷区的厚度和不均匀性；

估计轧制前的条件（炉子和高压水除鳞）与温度、表面/亚表面状态（氧化皮等）的相互关系，若存在缺陷应对其进行跟踪；

测定/预估表面或亚表面温度的变化，检查轧辊的冷却，估计因辊隙传导冷却而受影响的材料的厚度；

预计应变、应变速率及应力的变化；

检查/预计孔型的充满和接触情况（避免孔型未充满）；

若第5）项中各值均超过极限值，需重新设计轧制程序表；

若需重新设计轧制程序表，应尽量减小开口宽展；

在重新设计轧制程序表之前，应优化浇注/再加热条件。