低温容器钢16MnDR 内部点状缺陷分析

  低温压力容器钢主要用于耐低温的压力容器，由于其长期工作在高压、低温和腐蚀等极端恶劣的环境下，不仅要求有良好的表面质量，同时还必须保证无缺陷的内部质量。因板坯连铸工艺的发展，电磁搅拌和动态轻压下技术的投入，使得钢板中心处疏松和大面积中心偏析已经逐步减少甚至消失。然而点状缺陷等小的缺陷问题逐步显现出来，成为了影响低温压力容器板质量的主要问题。

1、生产工艺和内部质量检测 

1.1 低温容器钢生产工艺流程      

普阳钢厂低温容器16MnDR 钢种的生产工艺流程为：150 t 转炉→LF 精炼炉→板坯连铸机→加热炉→粗轧机→精轧机→下线缓冷→（正火\ 淬火\回火）→超声波探伤。

1.2 超声波检测缺陷判断

1.2.1 白点缺陷判断     

在超声波检测检测过程中，偶有出现的反射波形尖锐陡峭、清晰度高、信号强度大，当探头移动时反射波迅速消失，基本判断为白点缺陷，出现此种波形的缺陷约占总缺陷次数的5～10%。从缺陷处取Z 向拉伸试样，从断口处进行扫描电镜检测。

1.2.2 裂纹缺陷判断     

约有20～25%的探伤波形有很高的缺陷回波，因为缺陷回波很高，说明缺陷较明显容易找到，基本判断为裂纹缺陷。根据测量部位和深度取样进行金相分析。

1.2.3 异常夹杂物聚集判断     

其他的大部分缺陷波形为回波不高，而且稍移动探头缺陷波即消失，说明缺陷较小，基本判断为杂物聚集缺陷。先根据测量部位和深度进行金相分析，后进行扫描电镜和能谱分析。

2、生产工艺和内部质量检测 

2.1 白点缺陷分析     

从判断白点缺陷处取Z 向拉伸试样，然后从拉伸断口处做扫描电镜，从两个试样上分别发现有“鱼眼”状氢脆缺陷。该类缺陷往往是以钢材内部的宏观缺陷为核心的银白色斑点，其形状多数为圆形或椭圆形，圆白点的大小往往同核心大小有关。“鱼眼”状氢脆缺陷一般不影响钢材的强度，但会降低钢材塑性。

2.2 裂纹缺陷分析     

从判断裂纹缺陷处取金相试样，经抛光后即有肉眼可见的内部裂纹，在金相下的裂纹照片。该类缺陷往往是连铸凝固过程中产生的，且在裂纹处往往伴随有夹杂物的聚集。

2.3 夹杂物异常聚集的分析    

 从判断夹杂物异常聚集缺陷处剖开，做扫描电镜分析，可以看到一条长度约2000 μm～3000 μm，宽度约20μm～30μm 的夹杂物聚集带。

夹杂物聚集带所处的深度在钢板的1/4 处。从钢坯结构上看，此深度处于电磁搅拌的负偏析带上，且此处Ca-Al-Mg-O 复合型夹杂物应为钙处理后的Al2O3和耐火材料的复合型夹杂物。具体形成的原因为：电磁搅拌工作时，电搅带动钢液开始运动，此时钢中的夹杂物特别是Al2O3，随钢液一起被带动，在运动过程中钢中夹杂物不断的聚集长大，并随着钢坯坯壳不断的凝固和下移；随着夹杂物不断长大，且电搅运动变慢，坯壳逐渐凝固，此时夹杂物被凝固坯壳捕获，形成大型夹杂物。     

在夹杂物聚集带旁边还看到一条较大的TiN和NbN 夹杂。对于高钛铝镇静钢而言，其钙处理工艺的效果与钢中初始铝含量密切相关，此类钢种在进行钙处理之前需要严格控制钢中初始铝含量。

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