钢坯表面发裂

发裂，也称发纹，是沿钢坯或钢材的加工方向呈现的类似头发丝粗细的裂纹，见图1。在钢坯表面缺陷中，发裂是最容易出现、数量最大的一种缺陷。发裂有深有浅，在酸浸低倍试样上可以测量发裂的深度，浅的不到1mm，深的可达10mm，见图2、图3、图4、图5。钢锭的表面气孔、皮下气泡、表面夹杂(渣)、表面网状裂纹、表面麻坑、皮下夹杂(渣)等都可能产生发裂。金相与扫描电镜观察与研究发现，钢坯皮下气泡(见图6)轧制后，皮下气泡已经变成发裂，但在裂纹附近有一弧形白色的高温氧化铁素体气泡发裂已与钢坯表面相通。有的气泡在钢坯的浅表面，并不与钢坯表面相通，见图7、图8。在皮下气泡发裂的前端有大量夹杂物和高温扩散氧化生成物，见图10，这些特征是鉴定气泡发裂的依据。扫描电镜观察发现，在钢坯的浅表面有呈链状或条状分布的硅酸盐和Al₂O₃条带，见图9，也是形成发裂的主要原因。由于脱氧不好，或脱氧产物不能很好上浮，这些夹杂物留在钢中，加工后沿加工方向呈现出细小裂纹。组织应力对产生发裂有一定影响，组织应力较大的马氏体钢的发纹比较严重。

图1  钢坯表面发裂的宏观形态

图2  钢坯表面发裂横向剖面低倍酸浸形态

图3  钢坯表面发裂横向剖面低倍酸浸形态

图4  60Si2Mn钢坯皮下气泡产生的细密短浅型发裂

图5  60Si2Mn钢坯皮下气泡发裂形态

图6  20CrMnTi圆钢与表面相通的两个皮下气泡金相形态，弧形白色区为高温氧化铁素体

图7  35Mn2钢坯坡下气泡高倍形态

图8  20CrMnTi圆钢与表面相通的皮下气泡

图9  钢坯浅表面的呈链状分布的夹杂物条带

图10  20CrMnTi圆钢一个裸露的、完整的皮下气泡中的大量高温扩散氧化生成物

发纹的防止措施：

减少钢中气体和夹杂物含量的措施都有利于减少发裂。如偏心炉底出钢，采用带有搅拌作用的真空脱气及真空熔炼，控制好出钢温度，钢液在盛钢桶内有充分镇静时间，以利于气体和夹杂上浮，整个浇注系统要很好的干燥和洁净等。