《表1 分层和鼓包缺陷中夹杂物的成分 (质量分数, %)》

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《石油套管缺陷形成原因分析》

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用能谱EDS对夹杂物的组成进行分析，面扫描结果如图2所示，各元素的含量如表1所示。缺陷处夹杂物的组成除Fe和O外，主要含有Al、Ca元素，还有少量的Si、Mg、Zr等，其中Zr为连铸浸入式水口内表面的涂抹料成分。由此可见，缺陷中的夹杂物主要是复杂成分的钙铝酸盐，并且含有浸入式水口所特有的Zr元素。从夹杂物的成分来看，跟钢水经LF+VD精炼后的夹杂物成分相似；因此，可以推测分层缺陷中的夹杂物应为钢水中的微观夹杂物在浸入式水口内壁聚集长大后被钢流冲刷到较深的位置处来不及上浮，被凝固坯壳捕获进入铸坯中形成的。低熔点的铝酸钙夹杂物属于塑性易变形夹杂物[3]，在穿管轧制过程中夹杂物在轧制力的作用下会随着钢管基体产生一定的形变，并与钢管基体一起沿轧制方向延展，形成链状分布的夹杂物。由于钢管基体与夹杂物之间的力学性质和变形行为存在较大差别，在轧制钢管时，夹杂物和钢管基体之间的接触面处产生应力集中，从而导致较大负荷作用在夹杂物与钢管基体的接触面上，使得夹杂物和钢管基体间相互脱离，形成分层缺陷。