造成內部缺陷的原因有冶煉、連鑄坯澆鑄、熱軋、控冷或熱處理工藝的不合理等。冶煉時鋼液中含有過多的氣體,過多的雜質如磷、硫、鉛等;加入合金后成分混合不均;爐渣末除凈等都影響鋼的純凈度,危害產品質量。澆鑄過程是產生內部缺陷的又一來源,爐渣和脫氧產物的卷入,鋼液二次氧化,外來異物及耐火材料的混入,澆鑄溫度過高、過低,冷卻速度過快、過慢,熱金屬回填不夠,都會導致出現縮孔、夾雜、裂紋、疏松和氣孔等。
熱軋時坯料加熱溫度過高或加熱時間過長,會引起過熱、過燒、晶粒粗大、表面氧化和脫碳;控溫軋制時軋制溫度和軋后控冷制度不合理將引起組織不均,或產生不利的組織形態、
耳子:盤條表面沿軋制方向的條狀凸起稱為耳子。出現在線材一側的叫單面耳子,兩側的叫雙面耳子和上下兩個半圓錯開的錯邊耳子。有的耳子貫穿線材全長,也有的呈局部、斷續或呈周期性分布。產生的原因主要是成品孔軋槽過充滿,多余的金屬被擠到輥縫里。在高速軋機生產線材時,線材頭尾兩端由于失去張力很難避免耳子的產生。產生耳子的具體原因為:(1)孔型設計不合理、軋機調整不當或成品前孔磨損嚴重,造成成品孔壓下量過大,產生雙面耳子;(2)成品孔入口導板安裝不正、不牢、間隙過大或軋件入孔型不正,易產生單面耳子或雙面斷續耳子;(3)軋制溫度的波動或局部不均勻,影響軋件的寬展量不同,也可能出現耳子;(4)連軋機調整不良,產生堆鋼、拉鋼現象,堆鋼時軋件中間出現耳子,拉鋼時軋件頭尾出現耳子;(5)成品前孔軋槽掉金屬,軋件表面出現凸包,在成品孔中軋制時,將產生周期性耳子;(6)坯料的缺陷,如縮孔、偏析、分層及外來夾雜,影響軋件的正常變形,也是形成耳子的原因。防止和消除耳子的方法:(1)選擇合適的寬展系數,完善孔型設計;(2)合理的軋機調整,合理分配壓下量;(3)正確安裝成品孔的入口導板;(4)更換磨損嚴重的孔槽;(5)提高坯料加熱質量,加熱溫度均勻。
折疊:盤條表面層金屬的折合分層,外形與裂紋相似,在橫斷面上與表面呈小角度交角狀,常呈直線狀,也有呈曲線形或鋸齒形,這種表面缺陷稱為折疊。折疊的分布有明顯的規律性,一般是通長地,也有的是局部或斷續地分布在線材表面上。折疊的兩側伴有脫碳層或部分脫碳層,折縫中有較多的氧化鐵皮。線材的表面上不許有折疊缺陷。產生原因:(1)軋制時由于前道軋件出耳子,在后道軋制時被軋折;(2)軋件表面被嚴重劃傷,后被軋折;(3)坯料表面清理溝痕過深、過陡,深寬比不夠,在以后被軋折;(4)由于軋槽掉肉,造成軋件表面凸包,再軋時折合;(5)上下軋槽尺寸不吻合,軋件出棱子被軋折。防止和消除折疊方法:(1)嚴格檢查坯料質量,耳子高度或清理溝痕不合格的坯料不投產;(2)經常檢查軋槽表面質量,防止軋件表面產生凸包;(3)加強軋機的調整,正確安裝導衛裝置,防止軋件出耳子和棱子。
裂紋:可分為縱向裂紋和橫向裂紋。一般縱向裂紋在盤條表面呈線性開裂,沿軋制方向有平直或彎曲、折曲的細線。而橫向裂紋則是不連續的。裂紋從橫斷面上看,有尖銳的根部,具有一定的深度且與表面垂直,其周邊有嚴重的脫碳現象和非金屬夾雜。產生原因:(1)坯料上得縱向或橫向裂紋、結疤、皮下氣泡或非金屬夾雜物等缺陷未消除掉,軋制后暴露,形成縱向裂紋,硫、磷含量偏高的鋼錠,在軋制變形較劇烈的情況下易造成縱向或橫向裂紋;(2)加熱不均勻,軋件各部分的延伸和寬展不一樣;(3)高碳鋼盤條坯料加熱工藝不當(預熱速度過快、加熱溫度過高)或軋件冷卻速度過快產生過大的熱應力而形成裂紋,后者還可能出現橫向裂紋;(4)連鑄坯上的針孔如不清理,經軋制被延伸、氧化、熔接造成成品的線狀發紋;(5)軋后控制冷卻工藝不當,形成的裂紋無脫碳現象伴生,紋縫中一般無氧化鐵皮。防止消除裂紋的辦法有:(1)嚴格檢查坯料的質量,不合格坯料不投產;(2)加強坯料的加熱操作,控制好加熱速度、加熱溫度和均勻加熱;(3)制定合理的軋制制度,保持軋件各部溫度均勻;(4)控制好軋后控制冷卻工藝。
結疤:在盤條表面與盤條本體部分結合或完全不結合的金屬片層稱為結疤,常呈舌、塊或魚鱗狀,且呈不規則分布。它的大小不一,深淺不等,下面常有夾雜物。產生原因:(1)以鋼錠為原料時,漏查鋼錠上留有的結疤;(2)在成品以前道次的軋件上凸包,在軋入本體而形成部分結合的結疤;(3)已脫離軋件的金屬碎屑又軋入軋件表面上形成部分結合的金屬片層;(4)在軋制過程中,成品孔前某道次因刮傷形成的表面飛翅軋后粘附在軋件表面上。防止和消除結疤的辦法:(1)提高鋼錠質量,加強鋼錠質量檢查,對有結疤的鋼錠必須清楚合格后再投產;(2)避免軋槽掉肉,防止形成凸包;(3)及時更換磨損嚴重的導衛板和軋槽,避免軋件劃傷。
分層:在盤條基體內縱向分成兩層或更多層的組織結構分離缺陷成為分層。分層平行于加工表面,縱橫斷面上均呈現為長裂縫,裂縫中有少量非金屬夾雜和偏析,破壞了金屬基體的完整性。原因:來自于鋼錠。漏檢的鋼錠上部存在縮孔、內裂、氣泡、大量非金屬夾雜物及成分偏析等缺陷,軋制成鋼坯又切頭不凈,軋制線材時又將其延伸、拉長,軋制時不能焊合造成盤條形成分層。防止:提高坯料質量,切頭時切去足夠的長度的頭部。
麻點:線材表面呈凸凹不平的粗糙面成為麻點,又稱為麻面,多連續成片,也有局部的或周期性分布的。麻點是允許的缺陷,但是其深度不得超過公差的范圍。原因:(1)成品孔或成品前孔軋槽嚴重磨損,或粘有破碎的氧化鐵皮等物;(2)破碎的氧化鐵皮被軋入軋件表面后又脫落;(3)軋輥質量差、表面硬度不一致或失去冷硬層,已經軋輥軋槽銹蝕;(4)坯料在加熱時表面被嚴重氧化,后被軋入軋件表面,又脫落;(5)線材吐絲溫度過高,冷卻速度過慢,盤條表面受到嚴重氧化造成;(6)有時盤條軋成后長期貯存在潮濕及腐蝕氣氛中,形成麻點。防止消除方法:(1)不使用嚴重銹蝕的軋輥,改善軋輥材質;(2)及時更換磨損的軋輥或軋槽;(3)經常檢查和清除軋槽中的氧化鐵皮;(4)控制坯料的加熱制度及爐內氣氛,保持正壓并減少氧化性氣氛;(5)在粗軋機前用加熱高壓水或鐵刷子清除鋼坯表面氧化鐵皮。
劃痕:線材在軋制后、移送過程中通過有缺陷的設備、工具(如導衛板、導管、水箱、夾送輥、吐絲機散卷輸送線、集卷器及打捆機等)時被刮出溝痕狀的表面缺陷稱作劃痕。它的深度不等,可見溝底,常呈直線形,也有的呈曲線形,單條或多條,通長或局部地分布在線材的表面上。一般鋼材允許有局部劃痕,但其深度應符合有關標準。產生原因:(1)導衛板加工不良或磨損嚴重,邊緣不圓滑;(2)導衛裝置安裝不當,對軋機壓力過大;(3)線材運輸線上某些設備有尖棱,線材通過時被劃傷。防止劃痕的辦法:(1)常檢查導衛板的磨損情況,發現問題及時更換,正確安裝導衛板;(2)生產線上有關設備要保持光滑平潔;(3)發現劃痕及時找出原因,并加以處理。
凸包:線材表面呈周期性的金屬凸起稱為凸包。產品不允許有凸包缺陷。產生原因:成品孔有砂眼或被外物硌傷,輥面被軋件撞凹,軋槽損壞或嚴重磨損。防止消除方法:(1)換輥前嚴格檢查更替軋輥的質量;(2)不軋“黑頭鋼”;(3)處理卡鋼事故時,防止損壞軋槽表面;(4)生產中定時取長度大于成品輥周長的軋件進行檢查,發現凸包及時更換軋輥或軋槽。
壓痕:軋材表面上被外物壓成的局部凹坑成為壓痕,呈周期性單個或多個斷續分布。一般產品表面允許有深度不超過標準規定的壓痕。產生原因:(1)周期性壓痕是由于成品孔或定徑輥、出口滾動導板、導輥等上粘有凸起物;(2)異物掉在軋件上,經軋后脫落;(3)線材在運送、保管過程中與硬物碰壓,或線材本身相互硌壓。防止辦法:(1)定期檢查軋件軋槽、滾動導板,發現問題及時處理;(2)軋制時防止異物掉在軋件上;(3)吊運盤卷要平穩,防止碰壓。
另還有疏松、翻皮、縮孔、偏析、非金屬夾雜、脫碳等缺陷。