宣钢焊丝钢ER70S-6盘条质量控制实践

吕艳伟

（河北钢铁集团宣化钢铁公司，河北 宣化075100）

宣钢冶炼焊丝钢ER70S-6盘条整体控制水平较高，得到客户一致好评，市场反馈一致较好。近期部分客户反映该钢种表面氧化铁皮去除困难，材上表面氧化铁皮较后，宣钢立即组织进行研究分析。分别从国内先进企业和宣钢内部取样，从气体元素含量、盘条横截面偏析、盘条显微组织、盘条表面氧化铁皮等方面进行分析对比。为后续进一步提升产品质量，提高客户满意度提供有效支撑。

1 取样基本情况

本次共取10个试样，其中1号—5号为宣钢产、6号—8号为青钢产、9号—10号为德龙产，规格均为Φ5.5 mm，样品实物图片如图1所示。

图1 样品实物图片

2 气体元素含量分析

采用TC-500氧氮分析仪、RH600定氢分析仪分析气体含量（见表1）。

从表1可以看出：

1）与青钢和德龙相比，宣钢盘条的w[O]高，平均值比青钢、德龙分别高4.4×10-6、8.3×10-6。

2）w[N]宣钢盘条低于青钢和德龙，平均值分别低11.2×10-6、11.5×10-6。

3）w[H]含量整体水平相当。

表1 盘条试样气体元素含量 ×10-6

3 盘条横截面偏析分析

通过截取盘条试样横截面心部50倍光学金相照片如图2所示。从图2可以看出，5支宣钢盘条试样心部均未出现明显的偏析，而青钢和德龙试样心部均出现了明显的方框形宏观的负偏析[1]，其长度和宽度见表2。

图2 盘条试样横截面心部50倍光学金相图片

表2 盘条横截面方框性宏观偏析尺寸 μm

4 盘条显微组织分析

截取10个盘条试样的横截面典型500倍光学金相照片如图3所示，观察位置主要是在1/2半径处，只有3号样品时边部位置。

从图3中可以看出，组织均为铁素体+珠光体[2]，无异常组织。组织定量分析（采用横截面200倍光学金相照片）如表3所示。

图3 盘条试样横截面典型500倍光学金相图片

表3 盘条横截面显微组织定量分析结果

从上表可以看出，宣钢5支试样组织平均含量为85%铁素体+15%珠光体，铁素体晶粒平均13.8μm、9.5级；青钢3支试样组织平均含量为85.7%铁素体+14.3%珠光体，铁素体晶粒平均13.2μm、9.5级；德龙2支试样组织平均含量为82.5%铁素体+17.5%珠光体，铁素体晶粒平均11.6μm、10级。

5 盘条表面氧化铁皮分析

对10支试样做扫描电镜观察表面氧化铁皮结构，以及氧化铁皮/基体界面平直度。

5.1 氧化铁皮的结构

试样表面氧化铁皮典型SEM照片和EDS能谱面扫描结果如下页图4和图5所示。可以看出，氧化铁皮由外向内，依次为Fe2O3、Fe3O4、FeO、Si元素富集层四层结构。

ER70S-6含w(Si)为0.8%～0.95%。钢材在加热炉中加热时，Si会在基体表面生成SiO2和FeO组成的具有铁硅尖晶石相的复合氧化物[3]。这种组织的黏附性较强，热轧除磷时难以除掉，残留在后续轧制过程中容易倍压入基体，使得氧化铁皮与基体之间的界面平直度变差。

图4 盘条表面氧化铁皮典型SEM照片和EDS能谱扫描结果

图5 盘条表面氧化铁皮SEM照片（200倍）

5.2 氧化铁皮平直度

试样纵截面表面氧化铁皮200倍SEM照片表征宏观形貌，如图5所示，对比分析可得：

1）对于同一支试样来说，与横截面比较，纵截面氧化铁皮相对完整、紧密、平直度好。横截面氧化铁皮易出现破碎，特别时Fe2O3/Fe3O4界面。这与轧制过程中的方向性有关。因此对比纵截面，宣钢、青钢、德龙三家盘条表面氧化铁皮平直度均良好，无明显差别。

2）对比横截面，宣钢、青钢、德龙钢铁三家表面氧化铁皮平直度差别较大。青钢与德龙基本一致，均优于宣钢。宣钢表面存在有部分氧化铁皮压入基体中，恶化了表面平直度。

3）采用图5所示的测定氧化铁皮厚度，随即测量5次取平均值，共得10个数据算取平均值和标准差，分析结果如表4所示。

表4 氧化铁皮厚度 μm

6 结论

1）与青钢和德龙相比，宣钢盘条的[O]含量高，[N]含量较低，[H]含量基本相当。

2）宣钢样品心部均未出现明显的偏析，而青钢和德龙样品心部均出现明显方框形宏观负偏差。

3）三家组织均为铁素体+珠光体，无异常组织。

4）青钢和德龙表面氧化铁皮平直度基本一致，均优于宣钢。宣钢盘条存在部分氧化铁皮压入基体中，恶化了表面平直度。

5）宣钢表面氧化铁皮厚度比青钢和德龙分别大3.6μm和0.4μm。宣钢表面氧化铁皮厚度均匀性差。