線缺陷

冷軋鋼板的表面常出現各種各樣的缺陷，造成廢品或產品的降級。表面缺陷的產生原因十分複雜，某鋼鐵公司作為國內最大的不鏽鋼生產企業，在生產冷軋不鏽鋼板時，出現一種表面線條狀的缺陷，主要分佈在距離兩個側面約200mm的範圍內，而這種線條狀的缺陷只有當冷軋板酸洗後才能觀察到 ^[1]  。

刀刃型位錯是指晶體中某一列或若干列原子發生了有規的錯排的現象。某一原子面在晶體內部中斷。這個原子平面中斷處的邊緣是一個刀刃型位錯，就像刀刃一樣將晶體上半部分切開，如同沿切口強行鍥入半原子面，將刀口處的原子列稱為刀刃型位錯。金屬中存在大量位錯，位錯在外力作用下會產生運動、堆積和纏結，位錯附近區域產生晶體畸變，導致金屬的強度升高。

螺型位錯又稱螺旋位錯。一個晶體的某一部分相對於其餘部分發生滑移，原子平面沿着一根軸線盤旋上升，每繞軸線一週，原子面上升一個晶面間距。在中央軸線處即為一螺型位錯。圍繞位錯線原子的位移矢量稱為滑移矢量或伯格斯(Burgers)矢量，對於螺型位錯，位錯線平行於伯格斯矢量 ^[2]  。

出現表面質量的不鏽鋼板上存在兩種形態的缺陷，一種是線條狀的缺陷，一種是斑點狀缺陷。用肉眼觀察這種線狀缺陷，其形貌類似於劃痕，但在不同角度其反光特徵不同於劃痕；在光學顯微鏡下觀察，這種線條狀缺陷處呈黑色，不同部位的深度、寬度有所不同，而且形貌也存在一定的差異；在掃描電鏡下觀察，這種表面線缺陷在微觀尺度上是一種“溝槽”，這種“溝槽”的深度和寬度在不同部位有所不同，溝底溝邊的形態也存在一定的差異。綜合形貌觀察結果，這種表面線缺陷存在以下幾個特徵：

1.宏觀觀察結果表明，這種線缺陷為短針狀細線，其長度大部分為5-8mm左右，個別長度達到120mm。

2.從微觀尺度上描述這種線缺陷是一種“溝槽”，線缺陷“溝槽”比正常的軋製鋼板表面低，溝槽與溝邊不在一個平面上，在光學顯微鏡下並不能同時聚焦，説明這種線缺陷與正常的軋製面不在一個平面上，從垂直截面觀測，這種溝槽的深度為5-25μm。

3.這種線缺陷“溝槽”的底部和側邊的表面是粗糙不平的，其反射光線能力低，因此在宏觀下觀察呈暗色，與一般劃痕存在明顯差別。一般劃痕在宏觀下觀察呈銀亮色，在顯微鏡下觀察劃痕的溝底和溝邊比較平整，反光能力強，線缺陷較窄的約15-25μm，其與正常軋製面的界限不是十分明顯；線缺陷較寬的約250μm，其與正常軋製面的界限明顯，界面比較平直，線缺陷“溝槽”底部不平，而正常軋製處比較平整。

4.溝邊存在鋪展層，這種鋪展層的晶粒細小，在線缺陷的尾部，這種鋪展層的面積增加；在局部視場出現細小晶粒的鋪展層覆蓋整個線缺陷溝槽現象。分析推斷這種細小晶粒的鋪展層可能是最後一道軋製過程中形成的，由於軋製變形量比其他部位大，晶粒被細化。

5.在線缺陷溝槽邊存在夾雜物，經過SEM能譜分析主要是氧化鉻和氧化鐵的夾雜，這種氧化夾雜一般在線缺陷邊緣的細晶鋪展層下面。

綜合上面的結果，可以得出冷軋不鏽鋼板的線缺陷是一種微觀“溝槽”，線缺陷“溝槽”比正常的軋製鋼板表面低，其長度大部分為5-8mm，個別線缺陷“溝槽”的長度達到120mm，其寬度為30-1000μm，深度5-20μm；這種線缺陷“溝槽”的底部和側邊的表面是粗糙不平的，其反射光線能力低，肉眼觀察呈暗色；線缺陷溝邊存在摺疊層或鋪展層，摺疊層或鋪展層的晶粒比正常位置的晶粒細小，在線缺陷的尾部，這種鋪展層的面積增加，在局部視場出現細小晶粒的鋪展層覆蓋整個溝槽；在線缺陷溝槽邊緣存在氧化膜，有的氧化膜呈多層台階式結構，經過SEM能譜分析主要氧化鉻和氧化鐵，另外還發現某些氧化膜的邊緣存在含Mg，Ca，AI等元素；在線缺陷溝槽中的少數晶粒上存在嚴重的點蝕坑 ^[2]  。

冷軋不鏽鋼板的線缺陷是一種微觀“溝槽”，線缺陷“溝槽”比正常的軋製鋼板表面低，這種線缺陷“溝槽”的底部和側邊的表面是粗糙不平的，其反射光線能力低，肉眼觀察呈暗色；線缺陷溝邊存在摺疊層或鋪展層，摺疊層或鋪展層的晶粒比正常位置的晶粒細小，在線缺陷的尾部，這種鋪展層的面積增加，在局部視場出現細小晶粒的鋪展層覆蓋整個溝槽 ^[3]  。