钢材常见质量问题有哪些？如何检验方法？

钢材常见的三种质量问题是：表面缺陷、内部缺陷、外部和尺寸缺陷。 下面分别介绍这三个问题：

01.表面缺陷

表面裂纹：指钢材表面的线状裂纹，一般应与锻造或轧制方向一致。

形成原因：主要是由于加工（锻造、轧制、热处理、回火）时表面过烧、脱碳、疏松、变形、内应力过大以及表面硫、磷杂质含量高等原因造成。 、热裂纹和冷裂纹。

检验方法：表面裂纹可通过肉眼观察、酸洗、磁粉探伤、着色检验和金相检验来检测。 确认裂纹时，必须注意区分钢材表面脆性疏松的氧化皮和轻微弯曲后出现的裂纹，而钢材本身无裂纹。

重皮和折叠：舌状或鳞片状的金属片粘合在钢材表面，局部表面重叠，有明显的折叠线。

形成原因：在热加工过程中，由于钢坯上的飞边、毛刺、凹陷、夹杂物、皮下气孔和表面疏松，金属在热变形过程中流动，表面的开口形成重皮和褶皱。

耳部：指钢材表面沿轧制方向延伸的凹部。

原因：轧机孔型间隙过大，导致钢材表面沿气孔形成鼓包。

划伤：又称擦伤，是指钢材表面在外力作用下出现的直线状或弧形槽痕（可见槽底）。

02.内部缺陷

偏析：实际上是钢中化学成分分布不均匀现象的总称。 在酸浸样品上，当由于腐蚀性物质或气体夹杂物堆积而引起偏析时，会出现颜色深、形状不规则、微凹、底部平坦、有许多致密微孔的斑点。 如果是耐腐蚀元素的堆积，则表现为浅色、形状不规则、比较光滑、略凹的斑点。

根据偏析的位置和形状，通常分为以下几类：

① 中心偏析：出现在中心部位，呈不规则形状的黑斑。

②锭型偏析：暗点集中在宽度与原钢锭断面形状（一般为方形）不同的闭合带上，因此锭型偏析又称为箱型偏析。

③点状偏析：斑点一般较大、颜色较深、稍凹陷、呈椭圆形或瓜形。 如果是普遍分布的，则称为一般点偏析； 如果分布在钢材的边缘，则称为边缘点偏析。

形成原因：偏析是钢锭在浇注和凝固过程中，由于选择性结晶和扩散而导致某些元素的聚集。 在正常生产条件下，偏析是不可避免的。

孔隙率：钢内部的孔隙。 此类孔隙在低倍样品上一般呈不规则多边形，底部有尖锐而狭窄的凹坑。 它们通常出现在分离点。

严重时有变成海绵状的倾向。 按松散分布分为中心松散和一般松散两类：

① 中心松散：低倍样品中心存在集中间隙和小黑点。 纵向断口上有轻微夹层。 在显微镜下可见，疏松中心的珠光体增多，表明疏松中心的碳含量增加。

② 一般疏松：低倍样品结构致密，可见散在的小孔和小黑点。 孔隙多呈不规则多边形或图形，分布在除边缘部分外的整个横截面上。 中心气孔一般出现在钢锭的头部和中部。 与一般气孔不同的是，它分布在钢材截面和中心而不是整个截面。 一般情况下，钢的含碳量越高，中心气孔越严重。

形成原因：钢锭凝固过程中，晶间低熔点材料最终凝固收缩并释放气体产生间隙，而焊管在热加工时没有配备。

在钢中，允许有轻微的偏析和较高的孔隙率水平。

夹杂物：夹杂物分为金属夹杂物和非金属夹杂物。 ①金属夹杂物：主要是铸造过程中金属带、片、块意外落入钢锭模内，或冶炼末期加入的铁合金块未熔化而造成的缺陷。 在低倍率样品上，边缘通常显得清晰。 颜色与周围环境显着不同的几何形状。 ②非金属夹杂物：在浇注过程中，来不及浮出的炉渣或浇注系统内壁的炉衬和耐火材料剥落到钢水中。 较大的非金属夹杂物很容易识别，而较小的夹杂物会腐蚀。 然后它剥落，留下微小的圆孔。

缩孔：在低倍样品上，缩孔位于中心，周围常有偏析、夹杂物或松散致密的区域。 有时在腐蚀之前可以看到洞穴或间隙。 腐蚀后，孔部分变暗，呈现不规则的皱纹孔。

形成原因：钢锭浇注时，钢水最后凝固部分（芯部）凝固收缩后无法填充，留下宏观孔洞。 缩孔主要形成在钢锭头部（帽端）。

气泡：在低倍样品上，为大致垂直于表面的裂纹，附近有轻微的氧化和脱碳。 存在于表面以下的称为皮下气泡，较深的皮下气泡称为针孔。

产生原因：钢锭铸造过程中产生和释放的气体造成的缺陷。

裂纹：低倍样品上，轴处沿晶间轴出现裂纹，形成蜘蛛网状，严重时出现放射状裂纹。

形成原因：主要有两种。 一是钢锭凝固冷却时因某种原因造成内部撕裂，在锻轧过程中未能焊接； 另一种是锻造不当造成的内部裂纹。 。

白点：在低倍样品上表现为细小的短裂纹，一般集中在钢材内部，表层几乎没有，厚度为20-30mm。 由于裂纹很难区分，因此应进行额外的断裂试验来验证。 白点在断口上表现为粗粒银亮白色斑点。

形成原因：一般认为是氢与组织应力的作用，是氢气解吸进入疏松微孔产生巨大压力与钢相变时产生的局部内应力相结合，产生细小裂纹。

03.外观及尺寸缺陷

尺寸偏差：包括钢材的长度、直径、厚度、正负公差、磨削深度、宽度等不符合订货标准要求的尺寸。

椭圆度：指圆形截面钢材的大直径和小直径之差。

曲率：钢材在长度和宽度方向上不直。 不同材料的曲率有不同的名称。 轮廓用曲率表示； 板材和带材有镰刀弯、波浪弯、漂移弯等。

扭转：将棒材沿轴向扭转成螺旋状。

04.钢材白点缺陷分析

钢材中的白点缺陷可能会导致钢材断裂，造成灾难性事故。 钢中的白点缺陷是钢中高氢与内应力共同作用造成的。

白点是钢材的内部裂纹，是成品钢材不允许出现的冶金缺陷。

一般低碳、低合金钢不会产生白点缺陷。 但有研究表明，某些低碳低合金钢（如16Mn钢）也会出现白点缺陷。

据报道，碳质量分数约为0.20%、氢质量分数为0.0004%的普通碳钢就会形成白点缺陷。

下面将采用超声波探伤、低倍、宏观断口、金相、扫描电镜等检查方法对低碳、低合金钢中的白点缺陷进行检查和讨论。

钢中化学成分及H含量见表1，检验项目及数量见表2

超声波探伤和低倍率检查

为了确定缺陷的位置，采用超声波探伤方法进行测量。 对损伤严重、密度较大的部位进行横向和纵向低倍（6~10倍）热酸蚀试验。 可以发现具有白点特征的裂纹。 检查过程中，未发现特殊的放射状或同心状白色裂纹。 可见，在低倍试件上很难识别钢板中的白点裂纹。

宏观断裂试验

同样，超声波探伤时，在损伤波严重且密集的部位取样时，可以在断口上发现鸭嘴状裂纹。

机械性能测试

对钢板进行Z向拉伸和Z向-40℃冲击试验。 测试结果如表3所示，Z向拉伸断口出现白点的试样强度指标略有下降，而塑性和冲击韧性指标则明显下降。

金相检验

从确认有白点裂纹的部位取金相样品，为低倍样品。 具有明显的锯齿状特征，如图3所示。

金相检验结果显示，脆性夹杂物为1～1.5级，塑性夹杂物为0.5～1.5级，带状组织严重，达到3～4级。

扫描电镜观察

使用扫描电子显微镜能谱分析白点裂纹附近的不同结构。 结果表明，珠光体带中锰含量较高，特别是粒状贝氏体区。 锰的质量分数达到2.51%，而基体中锰的质量分数仅为1.5%左右。

综上所述

钢板拉伸试样断口表面的白点属性为白点缺陷。 这种白点缺陷是在钢坯中形成的，是钢板轧制时因焊接不足而产生的二次白点。

钢板在低倍酸侵蚀表面上的白点缺陷特征不如高碳钢、合金钢、方圆钢那么明显。 可采用超声波探伤、水平断裂检查方法进行判断。 也可采用金相检验和扫描电镜显微检验方法进一步证实。

钢板中的白点裂纹发生在珠光体带材的粒状贝氏体区，条状结构提供了形成白点缺陷所需的组织应力。 能带结构是由锰（以及碳和硫）的偏析引起的。 这种偏析导致局部氢含量增加，为高氢白点的形成提供了条件。 它是在组织应力和局部高氢的共同作用下产生的。 白点缺陷。

钢板中的白点裂纹对纵向和横向力学性能影响不大，但显着降低z向塑性指数和冲击韧性值。

虽然低碳低合金钢板不像高碳钢、合金钢那样容易产生白点缺陷，但如果不注意冶炼时的氢含量和钢坯的缓冷措施，也会出现白点缺陷。到。