沈 荣，冯昊苏，吴振忠，黄日圣，徐 涛

（安徽富凯特材有限公司，安徽 宣城 245300）

安徽富凯特材有限公司是国内大型不锈钢特材生产基地，集不锈钢特材冶炼、轧制、穿孔为一体。2205双相钢年产量20000余吨，其中60%以上需要经轧钢生产线轧制成∮60-∮130圆棒。2205双相钢经轧制之后，表面裂纹率高达10%～15%，报废率在5%以上，本文通过对2205双相钢圆棒表面裂纹产生的原因进行分析，通过工艺优化，提高圆棒产品的合格率。

1 2205双相钢介绍

化学成分：

2205双相钢经过固溶之后材料中的铁素体组织和奥氏体组织各占50%，实际生产中铁素体相占比45%～55%，奥氏体相占比55%～45%。2205双相钢具有优良的力学性能和耐蚀性能以及良好的焊接性能，在石油、天然气、海洋工程等行业具有广泛的用途。它的屈服强度是奥氏体不锈钢的两倍，这一特性使设计者在设计产品时可以减轻重量。由于其Cr和Mo含量都很高，因此具有良好的耐酸碱腐蚀和点腐蚀的能力。

2 2205双相钢圆棒裂纹原因分析

2205双相钢圆棒主要生产工艺如下：

合金+返回料→35t槽式电弧炉熔化原料→35t氩氧精炼炉脱碳精炼→35tLF精炼炉二次精炼→R10米弧形连铸机生产200*200方坯→方坯精整→天然气加热炉加热→650轧机开坯→平立交替式六连轧机轧制成圆棒→矫直、平头、检验、入库。

2205圆棒裂纹主要形态示意图如图1、图2所示。

图1 沿轧制方向呈直线分布的裂纹，一般为对称出现（裂纹代码：L01）

图2 在圆棒上呈无规律分布的横向裂纹（裂纹代码：L02）

2205圆棒轧制过程中中间方裂纹形态示意图如图3所示。

图3 裂纹分布在中间方四个角部（裂纹代码：L03）

各种裂纹缺陷占比见表2。

表2 各种裂纹严重程度及占比

L01裂纹从裂纹形态上分析，主要为200*200连铸方坯经650轧机开坯后，在左右两个面存在高度2mm～4mm高度的耳子，进入六连轧之后，耳子被压入基体造成。由于凸起的耳子与空气的接触面大，耳子部分散热较快，温度低于基体温度，热塑性与基体不一致，连轧时被压入基体之后，会在原位置形成直线型的裂纹。同时耳子表面的氧化皮也会被压入基体，形成圆棒次表面夹杂。

L02裂纹出现频率最高，裂纹深度最深，造成的报废率也最高。取裂纹处试片，用10%草酸溶液电解腐蚀，在蔡司Axio lmagre.A2m金相显微镜下观察，如图4所示，裂纹附近存在大量的二次相析出。双相钢析出的二次相主要为σ相，σ相属于脆性相，会严重降低材料的热加工塑性，σ相主要析出温度区间为850℃～1000℃，因此2205双相钢在加热和轧制过程中要尽量避免或者快速通过此温度区间。

图4 L025裂纹金相分析图片（100X）

L03裂纹2205双相钢经过650轧机开坯之后出现在中间方的四个角部。2205连铸方坯四个角的R角为8mm，连铸坯经加热之后进入650轧机，四个角的散热较快，在进入650轧机时，角部温度比面上的温度低20℃～50℃，造成角部热塑性和面上热塑性不一致。另外，在650开坯过程中，角部为热应力比较集中的区域，在热轧过程中，出现裂纹的倾向更高。

3 改进方案

L01裂纹主要为开坯之后产生的耳子再次压入基体造成，经过生产实践总结，对650轧机孔型进行适当调整，如表3所示。

表3 650轧机孔型调整前后孔型数据对比

孔型调整之后，前几道次采用大压下量，后续道次压下逐渐减小，L01裂纹出现频率降低至0.3%左右，L01裂纹得到有效解决。

L02裂纹主要形成原因为材料在850℃～1000℃温度区间长时间停留造成二次相析出。在制定加热炉加热曲线的时候，需要使连铸坯的温度快速通过这一温度区间，调整后的加热曲线如图5所示。调整之后，L02裂纹出现频率降低至1.1%以下。

图5 调整之后200*200连铸坯加热曲线

针对L03裂纹，中间方容易出现角部裂纹，对200*200连铸坯R角进行调整，将200*200连铸坯R角由8mm逐步提高到20mm，R角达到20mm之后，中间方角裂问题出现频率降低到0.25%以下。

4 结论

通过对2205双相钢圆棒生产工艺的优化和实践，将2205双相钢圆棒裂纹率降低至2%以下，报废率降低至0.3%以下。

2205双相钢圆棒裂纹产生的原因有很多，通过分析，裂纹主要由开坯孔型不匹配产生耳子、加热制度不合理，材料表面出现大量脆性二次相、连铸方坯R角不合适等。

针对以上三个主要原因，制定相应的改进优化方案，有效的降低了2205双相钢圆棒裂纹率，降低了企业生产成本。