内部裂纹

连铸坯内部裂纹产生的主要原因及解决措施李广艳【摘要】Two kinds of continuous casting billet produced by the 50 t EAF and converter steelmaking production lines in new two area had been researched and the reasons and types for the formation of internal cracks had been studied by SEM and EDAX. The quality of casting billet improved, macrostructure and hot upsetting percent of pass enhanced significantly through implementation of these measurements such as casting with stable casted velocity, reasonable matching between casting speed and water quantity, controlling with narrow temperature wave of molten steelin ladle and heightened the purity of molten steel.%以莱钢50 t电炉生产线及新二区转炉炼钢生产线生产的两种规格的连铸坯作为研究对象，分析了内部裂纹形成的原因，并采用扫描电镜和能谱分析了内部裂纹的类型。

通过采取恒拉速浇注、拉坯速度与水量合理匹配、实行中间包窄温度波动控制、提高钢水纯净度等措施，连铸坯的质量得到了明显改善，低倍和热顶锻合格率也有了显著提高。

【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P40-43)【关键词】连铸坯;内部裂纹;原因;措施【作者】李广艳【作者单位】莱芜钢铁集团有限公司技术中心，山东莱芜271104【正文语种】中文【中图分类】TG115.21 前言铸坯裂纹的形成是一个非常复杂的过程，是传热、传质和应力相互作用的结果。

板坯内部裂纹的原因与措施文/胡秋芳　罗莉萍裂纹是连铸板坯常见的质量缺陷，它的存在是发生钢板开裂、断板等质量问题的重要原因。

随着市场经济的深入发展和竞争机制的不断深化，产品质量就显得特别重要。

要想使企业在激烈的市场竞争中常胜不衰，就必须保证产品的质量。

目前二钢厂连铸板坯的质量问题比较突出，其表现为裂纹比较多，即有表面裂纹、表面横裂和表面纵裂，也有内部裂纹。

本文结合二钢厂连铸板坯机的生产实践，从铸机设备与工艺两方面对板坯内部裂纹的形成原因、影响因素等进行的探讨并提出改造措施。

一、板坯连铸机连铸机的机型可分为：立式连铸机、立弯式连铸机、多点弯曲连铸机、全弧形连铸机、多半径弧型（椭圆型）连铸机、水平式连铸机等。

二钢厂板坯连铸机是选用立弯式的连铸机、一机两流单点矫直、火焰切割式、浇注断面为250mm×1800mm，拉坯速度为0.9～1.1m/min，振幅5～8mm，塞棒拉流、浸入式保护浇注，其浇注的钢种为Q215、Q235、Q345。

该铸机设计能力为200万吨/年。

二、连铸坯内部裂纹的类型及形成原因连铸坯内部裂纹的主要类型为：三角区裂纹、中间裂纹、中心裂纹。

连铸坯内部裂纹的形成是铸坯凝固过程中各种外部压力和钢水凝固产生的内部压力作用在液相穴的结果。

液相穴深度是指结晶器内钢水液面连铸坯完全凝固处的长度。

连铸坯的液相穴深度随拉坯的速度而改变，若拉坯的速度快，连铸坯的液相穴深度会延长；反之，连铸坯的液相穴深度会短些。

前沿的凝固交界面及附近区域上当综合压力超过该钢种的固相线温度附近的临界强度时，固液界面处的坯壳已不能抵抗压力作用而产生开裂。

由于钢液已形成半凝固态和固态，使钢水无法外流，因此裂纹得以在坯壳内形成。

从本质上说，内部裂纹的产生是各种压力综合作用的结果，也是该种钢高温力学性能不能抵抗综合力的结果，作用于铸坯壳使之发生变形。

导致产生裂纹的作用力有以下几种：鼓肚力；弯曲或矫直压力；热压力；坯壳与结晶器的摩擦力；意外机械作用力裂纹的出现要经历形成和扩展两个过程。

减少内部裂纹的措施引言在许多材料的制造过程中，内部裂纹是一个常见的问题。

这些裂纹可能会导致材料强度的降低，甚至在使用过程中造成严重的失效。

为了保证产品的质量和性能，有必要采取适当的措施减少或防止内部裂纹的形成和扩展。

本文将介绍一些常见的减少内部裂纹的措施。

1. 材料选择选择合适的材料是减少内部裂纹的首要措施。

一些材料在制造过程中更容易形成内部裂纹，而另一些材料则较少受内部裂纹的影响。

例如，某些金属合金具有更好的抗裂纹性能，可以用于替代容易产生内部裂纹的材料。

2. 控制制造过程正确控制制造过程对于减少内部裂纹非常关键。

以下是一些控制制造过程的措施：2.1 温度和湿度控制在制造过程中，适当的温度和湿度控制可以减少内部裂纹的形成。

某些材料在特定温度和湿度条件下更容易产生裂纹。

因此，必须确保制造环境中的温度和湿度处于适宜的范围内。

2.2 控制冷却速率快速冷却过程可能会导致内部裂纹的形成。

对于某些材料，适当的冷却速率可以减少裂纹的发生。

这可以通过调整冷却介质的温度或改变冷却介质的性质来实现。

2.3 减少应力集中应力集中是内部裂纹形成和扩展的主要原因之一。

通过合理设计产品形状和结构，可以减少应力集中，从而降低内部裂纹的风险。

例如，在零件设计中，可以使用过渡半径或舒适圆角来减少应力集中。

2.4 合理控制加工参数在制造过程中，合理控制加工参数也是减少内部裂纹的重要措施。

例如，对于金属加工过程，适当的切削速度和进给速度可以减少应力积聚和裂纹的形成。

3. 优化热处理热处理是一种常用的方法来改善材料的性能和减少内部裂纹。

在热处理过程中，合理选择适当的处理温度和时间，可以使材料达到理想的组织结构，从而减少内部裂纹的发生。

4. 足够的工艺检验对制造过程进行足够的工艺检验是减少内部裂纹的有效手段。

通过使用一些非破坏性检测方法，如超声波检测、磁粉检测等，可以及早发现内部裂纹，并采取相应的措施予以修复或调整制造参数。

5. 定期维护和保养为了减少内部裂纹的形成和发展，定期维护和保养是非常重要的。

裂纹原因分析报告1. 引言本报告旨在对裂纹产生的原因进行分析和解释。

通过对裂纹的形成机制、材料特性、工艺参数等方面的研究，对裂纹的产生原因进行归纳总结，并提供相应的解决方案。

2. 裂纹的定义裂纹是指材料中的断裂缝隙，通常由于外部力、热膨胀或其他因素引起。

裂纹的存在对材料的性能和使用寿命都会产生重大影响，因此对裂纹的原因进行深入研究具有重要意义。

3. 裂纹的分类根据裂纹的形态和产生原因，裂纹可以分为以下几种类型：3.1 表面裂纹表面裂纹是指在材料表面形成的裂纹，通常由于外部力或疲劳等因素引起。

表面裂纹的主要特点是易被观察到，并且对材料的疲劳寿命影响较大。

3.2 内部裂纹内部裂纹是指在材料内部形成的裂纹，通常由于材料内部的缺陷或应力集中等因素引起。

内部裂纹的存在对材料的强度和韧性产生较大影响。

3.3 焊接裂纹焊接裂纹是指在焊接过程中产生的裂纹，通常由于焊接材料和基材的热膨胀系数不匹配或焊接过程中的应力集中等因素引起。

焊接裂纹的存在对焊接接头的强度和密封性产生重要影响。

4. 裂纹产生的原因裂纹产生的原因复杂多样，以下列举了几个常见的原因：4.1 材料特性材料的特性是裂纹产生的重要原因之一。

例如，材料的强度、韧性、热膨胀系数等特性会直接影响裂纹的形成和扩展。

如果材料强度较低或韧性较差，则裂纹很容易形成并扩展。

4.2 外部力外部力是裂纹产生的常见原因之一。

当材料受到外部力的作用时，会产生应力集中，从而导致裂纹的形成。

例如，弯曲、拉伸、压缩等外部力都可能引起裂纹的产生。

4.3 工艺参数工艺参数是影响裂纹产生的重要因素之一。

例如，焊接过程中的温度、焊接速度、焊接压力等参数都会对焊接接头的质量产生重要影响。

如果工艺参数设置不当，就会导致焊接裂纹的产生。

4.4 环境条件环境条件是裂纹产生的重要因素之一。

例如，温度变化、湿度变化等环境条件的改变都可能引起材料的热膨胀或收缩，从而导致裂纹的形成。

此外，化学腐蚀等环境因素也会加速裂纹的扩展。

断裂力学三种裂纹类型
断裂力学中常见的三种裂纹类型是：
1. 贯穿裂纹 (through-thickness crack)：贯穿裂纹是延伸至材料
的整个厚度的一种裂纹。

它垂直于应力方向，并且会从一侧延伸到另一侧。

这种裂纹通常发生在板材、薄壁结构等应力集中的地方，如孔洞、缺口等。

2. 表面裂纹 (surface crack)：表面裂纹是发生在材料表面附近
的一种裂纹。

它通常在应力集中的地方产生，例如凹槽或是引入应力的缺陷等。

表面裂纹会垂直于应力方向，并且仅限于材料表面附近。

3. 内部裂纹 (internal crack)：内部裂纹是发生在材料内部的一
种裂纹。

与贯穿裂纹和表面裂纹不同，内部裂纹并不与材料的表面或边界相接触。

这种裂纹通常由于材料内部的缺陷或结构瑕疵引起，如冷焊接接头中的裂纹或是材料中的夹杂物。

内部裂纹的形态和方向通常受到应力分布和材料的微观结构的影响。

钢材内部裂纹
钢材的内部裂纹可能是由于多种原因引起的，这些原因可以包括制造过程中的缺陷、应力超载、热处理问题等。

以下是一些可能导致钢材内部裂纹的常见原因：
1．不均匀冷却：在热处理过程中，如果钢材不均匀冷却，可能导致内部应力集中，从而引起裂纹。

2．过快的冷却速度：快速冷却可能导致组织结构的不均匀性，增加内部应力，从而引发裂纹。

3．合金元素含量过高或过低：合金元素的含量不适当可能导致组织结构的异常，从而增加裂纹的风险。

4．不当的退火处理：不适当的退火条件可能导致晶粒的异常长大，使材料更加脆弱，容易发生裂纹。

5．金属中的夹杂物：金属中的夹杂物可能成为裂纹的起始点，特别是当夹杂物与金属基体的性质有较大差异时。

6．应力腐蚀裂纹：长时间暴露在有害环境中，结合应力的作用，可能引发应力腐蚀裂纹。

7．过度的机械加载：长时间或过度的机械加载可能导致应力积累，引起裂纹。

要解决钢材内部裂纹的问题，通常需要在制造和处理过程中采取适当的
措施，例如精确控制冷却速度、合理设计合金配比、优化退火工艺等。

同时，对于使用过程中的应力情况也需要注意，以防止过度的机械加载或应力腐蚀裂纹的发生。

木材开裂原因及基本解决方法木材开裂表现形式:1.表裂：指表面裂纹，表裂是指原木材身或成材表面的裂纹。

裂纹通常都限于弦面，并且沿径向发展。

浅的表裂可以用刨光的方法除去，但深的表裂不但难看，而且会降低木材的强度，特别是抗剪强度。

表裂也影响木材的油漆质量，具有表裂的木材油漆后，可以因气候条件的变化而发生裂纹张开和闭合，引起漆膜破裂。

产生表裂的原因是木材内外各层不均匀的干燥，而径向、弦向收缩的差异是一个重要的附加因素。

木材干燥时，首先从表面蒸发水分，当表面层含水率降低至纤维饱和点以下时，表层木材开始收缩，但此时邻接的内层木材的含水率尚在纤维饱和点以上，不发生收缩。

表层木材的收缩受到内层木材的限制，不能自由收缩，因而在木材中产生内应力：表层木材受拉，内层木材受压。

干燥条件越剧烈，内外层木材的含水率差异越大，产生的内应力也越大。

如果表层的拉应力超过木材横纹抗拉强度，则木材组织被撕裂，由于沿木射线组织的抗拉强度较邻近的木纤维的强度小，所以裂缝首先沿木射线产生。

2.内裂：内部裂纹。

内裂也常称蜂窝裂。

内裂产生于干燥后期，有时产生于干燥材料存放时期。

通常不易从木材外部发现，但严重时，可由材面的凹陷来判断。

内裂是由于木材内层的拉应力所引起。

木材干燥前期，木料表层在拉应力的作用下，不仅产生伸张的弹性变形，同时还产生伸张的残余变形（塑性变形）。

由于这种残余变形使外层木材的尺寸大于自由收缩的尺寸。

到干燥后期，内层木材的含水率降至纤维饱和点以下时，内层木材开始收缩，但由于已经伸张了的外层木材的限制不能自由收缩，于是在材料中发生与干燥前期相反的内应力：内层木材受拉，外层木材受压。

如果内层的拉应力超过木材横纹抗拉强度，则木材组织被撕裂，木材的内裂因此产生。

3.端裂：端面裂纹。

端裂或仅限于木材的端面，或延伸至端部的一侧或两侧，后者通常称为劈裂。

主要原因是由于木材顺纹方向的导水性远远大于横纹方向，当木材干燥时，水分从端面的蒸发要比从侧面蒸发快得多。

模具钢淬火中的裂纹分析及解决方案模具钢在淬火过程中容易发生裂纹问题，这会对模具的使用寿命和性能造成严重影响。

因此，进行裂纹分析并提出解决方案至关重要。

本文将围绕模具钢淬火中的裂纹问题展开讨论，包括裂纹的形成原因、常见的裂纹类型，以及相应的解决方案。

首先，淬火中裂纹的形成原因主要有以下几点：1.内应力积累：模具钢在冷却过程中会出现温度梯度，不同部位的冷却速度不一致，导致内应力积累，最终引发裂纹。

2.不均匀变形：由于模具钢的结构和尺寸复杂，淬火过程中容易产生不均匀变形，造成应力超过材料的弹性极限，从而使裂纹形成。

3.冷却速度过快：过快的冷却速度会导致模具钢表面和内部温度梯度过大，产生应力集中，从而引发裂纹。

常见的裂纹类型主要有：1.表面裂纹：表面裂纹是最常见的裂纹类型，通常由于冷却速度过快或应力集中引起。

这种裂纹通常分布在模具钢的最外层。

2.内部裂纹：内部裂纹是由于冷却速度不均匀或结构变形造成的。

这种裂纹通常分布在模具钢的内部。

针对上述裂纹问题，下面给出一些解决方案：1.控制冷却速度：合理控制冷却速度可以减少模具钢淬火过程中的热应力，降低裂纹的风险。

可以通过增加冷却介质的温度、减小冷却介质的流量或使用其他缓慢冷却方法来实现。

2.合理设计模具结构：模具的设计结构应该避免尖角和过于薄壁的部位，以减少应力集中导致的裂纹。

在可能的情况下，可以添加过渡圆角和半径，有助于减少裂纹的风险。

3.适当的预处理：通过适当的热处理工艺可以改善模具钢的力学性能和织构，减少应力集中和变形，降低裂纹的发生。

这包括应用回火、退火和正火等热处理方法。

4.使用有效的质量控制措施：在制造模具钢过程中，需要严格控制原材料的质量，以确保材料的均匀性和稳定性。

此外，必须严格控制加工中的工艺参数，以确保产品的质量。

总结起来，模具钢淬火中的裂纹问题对模具的使用寿命和性能都有很大的影响。

针对裂纹的形成原因和类型，我们可以通过控制冷却速度、合理设计模具结构、适当的预处理和使用有效的质量控制措施等方面来解决这一问题。

连铸坯内部缺陷连铸坯的内部质量，主要取决与其中心致密度。

而影响连铸坯中心致密度的缺陷是各种内部裂纹、中心偏析和中心疏松，以及铸坯内部的宏观非金属夹杂物。

连铸坯的内裂、中心偏析和疏松这些内部缺陷的产生，在很大程度上和铸坯的二次冷却以及自二冷区至拉矫机的设备状态有关。

1）内部裂纹形成的原因各种应力（包括热应力、机械应力等）作用在脆弱的凝固界面上产生的裂纹成为内部裂纹。

通常认为内裂纹是在凝固的前沿发生的，大都伴有偏析的存在，因而也把内裂纹称为偏析裂纹。

还有一种说法是内裂纹是在凝固前沿发生的，其先端和凝固界面相连接，所以内裂纹也可以称为凝固界面裂纹。

除了较大的裂纹，一般内裂纹可在轧制中焊合。

连铸坯的内部裂纹是指从铸坯表面一下直至铸坯中心的各种裂纹，其中包有中间裂纹、对角线裂纹、矫直弯曲裂纹、中心裂纹、角部裂纹。

无论内裂文的类型如何，其形成过程大都经过三个阶段：1拉伸力作用到凝固界面；2造成柱状晶的晶界见开裂；3偏析元素富集的钢液填充到开裂的空隙中。

内裂发生的一般原因，是在冷却、弯曲和矫直过程中，铸坯的内部变形率超过该刚中允许的变形率。

通常在压缩比足够大的情况下，且钢的纯净度较高时，内裂纹可以在轧制中焊合，对一般用途的钢不会带来危害；但是在压缩比小，钢水纯净度较低，或者对铸坯心部质量有严格要求的铸坯，内裂就会使轧制材性能变坏并降低成材率。

2）中心裂纹铸坯中心裂纹在轧制中不能焊合，在钢板的断面上会出现严重的分层缺陷，在钢卷或薄板的表面呈中间波浪形缺陷，在轧制中还会发生断带事故，给成品材的轧制和使用带来影响A裂纹的成因分析铸坯裂纹的形成时传热、传质和应力相互作用的结果。

带液芯的高温铸坯在铸机内运行过程中，各种力的作用是产生裂纹的外因，而钢对裂纹的敏感性是产生裂纹的内因。

铸坯是否产生裂纹决定于钢高温力学性能、凝固冶金行为和铸机运行状态，板坯中心裂纹是由于凝固末端铸坯鼓肚或中心偏析、中心凝固收缩产生的。

1控制铸机的运行状态刚的高温力学性能与铸坯裂纹有直接关系，铸坯凝固过程固、液及诶按承受的应力（如热应力、鼓肚力、矫直力等）和由此产生的塑性变形超过允许的高温强度和临界应变值，则形成树枝晶间裂纹，柱状晶越发达，越有利于裂纹的扩展。

板坯内部裂纹的原因与措施作者：胡秋芳罗莉萍来源：《职业·中旬》2012年第02期裂纹是连铸板坯常见的质量缺陷，它的存在是发生钢板开裂、断板等质量问题的重要原因。

随着市场经济的深入发展和竞争机制的不断深化，产品质量就显得特别重要。

要想使企业在激烈的市场竞争中常胜不衰，就必须保证产品的质量。

目前二钢厂连铸板坯的质量问题比较突出，其表现为裂纹比较多，即有表面裂纹、表面横裂和表面纵裂，也有内部裂纹。

本文结合二钢厂连铸板坯机的生产实践，从铸机设备与工艺两方面对板坯内部裂纹的形成原因、影响因素等进行的探讨并提出改造措施。

一、板坯连铸机连铸机的机型可分为：立式连铸机、立弯式连铸机、多点弯曲连铸机、全弧形连铸机、多半径弧型（椭圆型）连铸机、水平式连铸机等。

二钢厂板坯连铸机是选用立弯式的连铸机、一机两流单点矫直、火焰切割式、浇注断面为250mm×1800mm，拉坯速度为0.9～1.1m/min，振幅5～8mm，塞棒拉流、浸入式保护浇注，其浇注的钢种为Q215、Q235、Q345。

该铸机设计能力为200万吨/年。

二、连铸坯内部裂纹的类型及形成原因连铸坯内部裂纹的主要类型为：三角区裂纹、中间裂纹、中心裂纹。

连铸坯内部裂纹的形成是铸坯凝固过程中各种外部压力和钢水凝固产生的内部压力作用在液相穴的结果。

液相穴深度是指结晶器内钢水液面连铸坯完全凝固处的长度。

连铸坯的液相穴深度随拉坯的速度而改变，若拉坯的速度快，连铸坯的液相穴深度会延长；反之，连铸坯的液相穴深度会短些。

前沿的凝固交界面及附近区域上当综合压力超过该钢种的固相线温度附近的临界强度时，固液界面处的坯壳已不能抵抗压力作用而产生开裂。

由于钢液已形成半凝固态和固态，使钢水无法外流，因此裂纹得以在坯壳内形成。

从本质上说，内部裂纹的产生是各种压力综合作用的结果，也是该种钢高温力学性能不能抵抗综合力的结果，作用于铸坯壳使之发生变形。

导致产生裂纹的作用力有以下几种：鼓肚力；弯曲或矫直压力；热压力；坯壳与结晶器的摩擦力；意外机械作用力裂纹的出现要经历形成和扩展两个过程。