某鋼鐵集團在生產0Cr18Ni9鋼盤圓時,有時在其外表面出現一種異常黑帶缺陷,黑帶寬在1-3mm, 縱向長度較長,甚至整盤都有,黑帶可以是一條,或寬窄不等的幾條。受某鋼鐵委托,蔡司對提供的一塊試樣用蔡司掃描電鏡EVO18及牛津X-Max 20能譜儀對黑帶進行形貌觀察及成分分析,分析結果如下:
0Cr18Ni9鋼盤圓表面黑帶宏觀特征
2. 0Cr18Ni9鋼棒表面黑帶微觀特征
圖4 黑帶附近正常基體區酸蝕后1000倍、2000倍形貌,酸蝕正常
3.0Cr18Ni9鋼棒表面表面黑帶及正常區成分分析
圖5 黑帶區X射線能譜圖及X射線元素定量分析結果
5.結論
(1)黑帶區晶粒酸蝕嚴重,基體區酸蝕正常,黑帶區晶粒大于基體區晶粒;
(2)黑帶區Cr為21%,Ni為6%;正產區Cr為17%,Ni為9.6%, Cr減少4%, Ni增加3.6%;黑帶區形成Ni的正偏析, Cr的負偏析;
(3)黑帶區Ni的正偏析 Cr的負偏析導致黑帶區晶粒粗大,晶粒酸蝕嚴重,晶界深溝對光的慢散射,在其表面呈現黑帶特征。
(4)連鑄管坯表面存在Ni、 Cr的微區成分偏析是軋制后產生黑帶的直接原因。