原标题：【新刊速览】翟俊：不锈钢典型夹杂物在轧制过程的衍变分析

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不锈钢典型夹杂物在轧制过程的衍变分析

翟俊 1,2，郎炜昀 1,2，杨永杰 1,2

(1. 太原钢铁(集团)有限公司先进不锈钢材料国家重点实验室， 山西 太原 030003；2. 山西太钢不锈钢股份有限公司技术中心， 山西 太原 030003)

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摘 要

不锈钢对冷板表面质量要求高，轧制过程中夹杂物是产生表面缺陷的主要原因之一。为了明确夹杂物对轧制过程表面缺陷的影响规律，通过中试模拟试验研究了热轧、退火和冷轧过程硬质镁铝尖晶石和低熔点硅酸盐2种典型夹杂物的变形特点，并采用数值模拟对冷轧过程夹杂物的变形机理进行了分析。结果表明，热轧过程高熔点的镁铝尖晶石不变形，低熔点的硅酸盐夹杂物在1 200～1 250 ℃热轧温度下为半熔融状态，具有良好的变形能力。硅酸盐夹杂物长宽比高、抗拉强度低，冷轧过程更容易断裂延伸，随着轧制的进行，断裂后夹杂物之间的距离逐渐增加，尺寸减小。相反，镁铝尖晶石不容易断裂、延伸，而且存在断裂延伸的临界尺寸，该临界尺寸随冷轧变形量的增加而减小。由于镁铝尖晶石容易造成不锈钢轧制缺陷，因此生产过程中应尽量避免其生成或控制其粒径。

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关 键 词

不锈钢； 热轧； 冷轧； 镁铝尖晶石夹杂物； 硅酸盐夹杂物； 夹杂物变形

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引 言

不锈钢冷薄板被广泛应用于装饰、电子、精密加工等领域，这些行业普遍对产品的表面质量要求较高，即使是微米级别的缺陷也会导致产品不合格。夹杂物作为影响表面质量的主要因素之一，是此类产品的重点关注对象。而研究不同类型夹杂物在不锈钢从铸坯到热轧卷板再到冷薄板整个过程中的衍变特征，有助于明晰夹杂物对冷薄板表面质量的影响规律和夹杂物的控制方向。不锈钢的典型夹杂物类型包括镁铝尖晶石、硅酸盐和硅酸盐与镁铝尖晶石复合夹杂物，其中镁铝尖晶石熔点高、硬度高，硅酸盐夹杂物熔点低、塑性好，2种夹杂物的不同特点对其在轧制中的变形规律和在卷板中的存在形态具有显著影响。

本文通过中试模拟试验研究了热轧、退火和冷轧过程中2种夹杂物的变形规律，并采用数值模拟对冷轧过程夹杂物的变形机理进行分析。

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精 选 图 表

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结 论

通过中试轧制试验和数值模拟研究了不锈钢在冷薄板轧制过程中典型夹杂物的衍变规律，得到以下结论：

(1)热轧过程中高熔点的镁铝尖晶石不变形，1 200～1 250 ℃热轧温度下低熔点硅酸盐夹杂物为半熔融状态，热轧过程中随基体变形，具有良好的变形能力，轧制后夹杂物的厚度约为1 μm。

(2)冷轧过程中随着夹杂物长宽比的增大，其达到最大应力的时间缩短。硅酸盐夹杂物长宽比大、抗拉强度低，因此更容易断裂、延伸，随着冷轧的进行，沿轧制方向夹杂物之间的距离增大、尺寸减小。镁铝尖晶石夹杂物长宽比小、抗拉强度高，不容易断裂、延伸，而且存在断裂、延伸的临界尺寸，该临界尺寸随冷轧变形量的增加而降低。

(3)冷轧过程随着夹杂物的粒径增大，夹杂物与基体之间的最大应力增大。由于轧制过程镁铝尖晶石粒径较大而且强度高，容易形成轧制缺陷，因此，在冶炼过程中应尽量避免其生成或控制其粒径。

(4)本文通过数值模拟从夹杂物长宽比和粒径对轧制应力的影响角度解释了硬质和塑性夹杂物在轧制过程中的变形原理。为了进一步揭示其机理，还应考虑轧制过程实际夹杂物形状、位置和物理特性对应力的影响，以及应力沿轧向和垂直于轧向的分布情况。

来源：《中国冶金》2023年第1期

END

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