铬钼系列油管用钢铸坯及管材夹杂物分析

钢材的质量不仅与钢中的夹杂物种类、尺寸和数量有关，而且与夹杂物的性质和形态紧密相连。在Al脱氧后对钢液进行钙处理，可使Al脱氧生成的Al2O3夹杂物变性，从而提高钢材质量。自上世纪七十年代以来，铌微合金化技术取得了重大进展，得到了广泛应用，使钢的性能和性价比都得到了大幅度提高。铌可以在奥氏体晶界析出，细化晶粒；又可以在铁素体晶内析出，起到沉淀强化的作用。但铌是强的碳、氮和碳氮化合物生成元素，连铸过程中，含铌微合金钢坯冷却到奥氏体低温区域时，铸坯沿晶界析出碳化物或者碳氮化合物。
天津钢管集团股份有限公司铬钼系列油管的生产工艺流程是：电弧炉+炉外精炼+真空脱气→连铸→环形炉加热→穿孔→热轧→调质热处理→矫直→无损探伤→验收入库。
该公司技术人员采用OPA-100金属原位分析仪对铸坯进行铝系夹杂分析；用德国ZEISS公司AIM型金相显微镜进行金相观察，根据夹杂物的形态进行分类，并对夹杂物进行定位；用德国ZEISS公司EV050型扫描电子显微镜及美国EDAX公司能谱仪对夹杂物进行成分分析。对铝脱氧后钙处理工艺生产的加入微合金化元素铌的连铸坯及管材中夹杂物分布、种类、形态及成分的分析结果表明：铸坯Al系夹杂含量内弧＞外弧＞芯部，而平均粒度则是芯部＞外弧＞内弧；连铸坯芯部成分偏析严重，块状硫化物在晶界偏聚，而碳氮化合物则在偏析区沿晶分布；铸坯近表面球形夹杂物随机分布，与成分偏析无关。能谱面扫描观察表明，芯部为MgO、Al2O3颗粒，外层主要为钙处理形成的CaS；管体近内壁偏析带中A类硫化物夹杂由铸坯芯部成分偏析区块状硫化物夹杂演变而来；钢管近内壁成分偏析区中的碳氮化合物主要是（Nb、V、Ti）CN和Mo的碳化物。
对铬钼系列油管用钢铸坯及成品管材的全程跟踪和夹杂物分析研究结果为该产品的质量控制和夹杂物控制提供了翔实的数据支撑和理论依据。（余冶）