Q345R 钢板断后伸长率不合格原因分析及解决方案

概述

断后伸长率是反映钢材塑性的重要性能指标，Q345R钢板生产中，有时出现断后伸长率不达标，造成钢板合格率下降，其原因有以下三个方面：

1. 带状组织，特别是较宽的贝氏体硬组织带

连铸坯加热时产生带状组织，合金元素及硫等杂质元素的扩散系数较低，均匀化困难，产生偏析。严重的中心偏析和轧后钢板的冷却速度快，使奥氏体直接发生中温转变，形成塑性差的贝氏体组织。

由于钢板贝氏体带与周围的铁素体抵抗塑性变形的能力差别很大，塑性差的贝氏体带会阻碍铁素体的变形，造成应力集中。在拉应力作用下，贝氏体带变形首先达到临界变形量，导致裂纹萌生。随着应力的增加，裂纹逐渐扩展、聚集，最后断裂，最终形成宏观可见的断口分层现象。这种以裂纹扩展为断裂方式，导致材料在断裂前总变形量较小，从而造成断裂后的拉伸伸长率不合格。

2. 魏氏组织

钢材中的魏氏组织是在轧制过程中，由于加热温度过高，在一定的冷却速度范围内产生的。魏氏组织对钢材的力学性能是不利的，因为分布在珠光体基体上的针状铁素体，不仅会割断基体组织，而且会像楔子一样引起应力集中，形成裂纹核心并沿铁素体延伸，降低钢材的塑性和冲击韧性。不合格钢板全厚度组织差异大，靠近下表面处出现魏氏组织，也是造成钢板断后伸长率不合格的另一个原因。

3. 硫化物包裹体

钢中的非金属夹杂物破坏了钢基体的连续性，造成应力集中，严重时产生内部裂纹，在一定条件下加速裂纹扩展。断裂往往从条状夹杂物与基体界面处产生的微裂纹开始。因此，较多的大尺寸夹杂物的存在也会降低材料的塑性，对钢板断后伸长率产生一定的影响。

一般可通过优化连铸工艺参数、采取有效的动态轻压下技术、合理的二冷制度及过热措施来减少钢锭的中心偏析；合理控制轧制工艺参数，加大轧制初期单道次变形量和总压下量，增强变形渗透，打碎钢锭原有的粗大柱状晶或树枝状晶，改善心部组织，改善冷却制度，提高钢板组织的均匀性。