帶狀組織（banded structure）是鋼材內部缺陷之一，出現在熱軋低碳結構鋼顯微組織中，沿軋制方向平行排列、成層狀分布、形同條帶的鐵素體晶粒與珠光體晶粒。這是由於鋼材在熱軋後的冷卻過程中發生相變時鐵素體優先在由枝晶偏析和非金屬夾雜延伸而成的條帶中形成，導致鐵素體形成條帶，鐵素體條帶之間為珠光體，兩者相間成層分布。
基本介紹
- 中文名：帶狀組織
- 外文名：banded structure
- 解釋：鋼材內部缺陷之一
- 缺陷：影響鋼材性能
形成原因,帶狀組織消除手段,帶狀組織評定,
形成原因
金屬材料在冶煉澆注後絕大部分要經過壓力加工方可成為型材。但是，加工後的材料容易得到沿著變形方向珠光體和鐵索體呈帶狀分布的組織，即形成帶狀組織。形成帶狀組織的原因大致有兩種：
1、由成分偏析引起的帶狀組織
在低碳鋼中，由於夾雜物的含量較多，加工變形後，夾雜物呈流線分布，當鋼從熱加工溫度冷卻時，這些夾雜物可作為先共析鐵索體成核的核心，使先共析鐵素體先在夾雜物周圍生成，最後剩餘奧氏體轉變成珠光體，使先共析鐵素體和珠光體呈帶狀分布，形成帶狀組織。這種帶狀組織很難用熱處理的方法加以消除。
2、由於熱加工溫度不當引起的帶狀組織
在鍛造時，熱加工停鍛溫度位於兩相區時（Ar1和Ar3之間），鐵素體沿著金屬流動方向從奧氏體中呈帶狀析出，尚未分解的奧氏體被割成帶狀，當冷到Ar1時，帶狀奧氏體轉化為帶狀珠光體，如下圖，這種組織可以通過正火或退火的方法加以消除。
亞共析鋼帶狀組織帶狀組織的存在會使金屬的力學性能呈各向異性，沿帶狀組織的方向明顯優於其垂直方向。壓力加工時易於從交界處開裂。對於需要後續熱處理的零件，帶狀組織輕則會導致熱變形過大，重者會造成應力集中，甚至出現裂紋。如果帶狀組織非常嚴重的話，正火是解決不了的，最好進行高溫擴散退火，在1050℃以上加熱，才能使碳原子擴散均勻，消除帶狀組織。
帶狀組織消除手段
帶狀組織一般可用熱處理方法加以消除。對於高溫下能獲得單相組織的材料，帶狀組織有時可用正火來消除。而因嚴重的磷偏析產生的帶狀組織必須用高溫擴散退火及隨後的正火加以改善。具體消除手段如下：
1、由成分偏析引起的帶狀組織，即當鋼中含有磷等有害雜質並壓延時，雜質沿壓延方向伸長。當鋼材冷至Ar3以下時，這些雜質就成為鐵素體的核心使鐵素體形態呈帶狀分布，隨後珠光體也呈帶狀分布。這種帶狀組織可以通過電渣重熔、增大結晶速度來消除。
2、由熱加工溫度不當引起的帶狀組織，即熱加工停鍛溫度於二相區時（Ar1和Ar3之間），鐵素體沿著金屬流動方向從奧氏體中呈帶狀析出，尚未分解的奧氏體被割成帶狀，當冷卻到Ar1時，帶狀奧氏體轉化為帶狀珠光體。這種組織可通過提高終軋溫度、增大鍛造比或擴散退火、正火的方法來改善或消除。
3、成分偏析引起的帶狀組織很難用熱處理的方法加以消除。通常正火能夠在一定程度上減輕這種偏析，一般情況下通過正火能將偏析糾正到允許級別。如果帶狀組織嚴重，可以多次正火改善。最可靠的方法是先高溫擴散退火，接著再來一次正火，這樣可以達到完全消除帶狀組織的效果，但是這樣成本會很高，對於鋼板來說受表面質量的限制，難以實現。
帶狀組織評定
在經熱加工後的亞共析鋼顯微組織中，鐵素體與珠光體沿壓延變形方向交替成層分布的組織，稱為帶狀組織。帶狀組織使鋼材的力學性能產生各向異性，即沿著帶狀縱向的強度高、韌性好，橫向的強度低、韌性差。此外，帶狀組織的工件熱處理時易產生畸變，且使得硬度不均勻。
1、常用標準
GB/T 13299-19 91《鋼的顯微組織評定方法》。
上述標準適用範圍：低碳、中碳鋼的鋼板、鋼帶和型材。
2、帶狀組織評定方法
評定珠光體鋼中的帶狀組織，要根據帶狀鐵素體數量，並考慮帶狀貫穿視場的程度、連續性和變形鐵素體晶粒多少確定。上述標準按鋼材碳的質量分數分為A、B、C三系列，每系列中按偏析程度分為0～5級，5級最嚴重，由試樣100倍視場的相應圖片對照評定。各系列、各級別對應的帶狀組織特徵見下圖：
帶狀組織評定