一种确定连铸钢坯皮下夹杂缺陷位置的检验方法技术

本发明专利技术提供了一种确定连铸钢坯皮下夹杂缺陷位置的宏观检验方法，先对具有皮下夹杂缺陷的连铸坯取横向低倍试样、制样；然后采用冷酸蚀试剂对试样上表面进行腐蚀；再使用热酸溶液对试样进行浸蚀后，用冷水刷洗，用热风吹干；最后统计聚集分布的皮下夹杂数量，多点测量后取平均值，定位皮下夹杂缺陷在铸坯中的位置。本发明专利技术可原貌显示连铸钢坯横截面上皮下夹杂物缺陷在凝固结晶组织中的位置、形态、距铸坯表面距离等信息。解决用常规检验方法不能准确定位皮下夹杂缺陷位置、不能确定缺陷与凝固组织关系的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及冶金分析领域材料检验，特别涉及一种用于确定连铸钢坯皮下夹杂缺陷在铸坯低倍组织中的位置的一种检验方法。
技术介绍
连铸钢坯中的皮下夹杂是铸坯中较为常见的缺陷之一，当皮下夹杂缺陷严重时，在钢材的轧制过程中就会暴露到表面，影响产品的表面质量，没有暴露的皮下夹杂也会影响产品的强韧化性能，冷弯性能，冲压性能及其他深加工性能。控制和消除连铸钢坯皮下夹杂缺陷的关键之一，就是要在钢坯检验中用切实有效的腐蚀方法充分准确地定位钢坯皮下夹杂的位置。即皮下夹杂存在于铸坯近表面的位置，数量，大小，及时反馈检验结果，正确判断皮下夹杂缺陷对后续热冷加工工艺及最终产品的影响程度。通过控制冶炼工艺，确保皮下夹杂缺陷不流入到后面的轧制工序。目前通常采用低倍热酸蚀、硫印法检验钢坯的皮下夹杂等低倍缺陷。化学分析的元素含量测定法作为补充实验手段也常常被使用。低倍热酸蚀法腐蚀能力强，对碳钢的铸坯较严重皮下夹杂缺陷显示效果比较好，但由于热酸蚀往往只能暴露铸坯缺陷，不能清晰显示铸坯低倍金相组织，因此，这种方法只能单一显示皮下夹杂物在铸坯横截面上独立存在的位置，不能定位该种缺陷是处在连铸坯壳晶区还是在等轴晶与柱状晶交界位置，无法根据此检验结果准确调整冶炼连铸工艺。硫印法依据的是钢中硫元素的偏析效应反衬连铸坯各种缺陷的存在。一般在铸坯皮下区域，基本不存在硫元素的偏析，即使皮下夹杂中有硫的偏析，也无法判断夹杂在连铸结晶组织中的位置，皮下夹杂缺陷根本无法用硫印的方式显示出来。化学成分原位分析法只能在显示出皮下夹杂区域后进行夹杂物成分分析，这种方法对定量分析铸坯皮下夹杂缺陷不奏效。不能直观分析皮下夹杂在钢坯中结晶组织的分布位置，对皮下夹杂缺陷的定位诊断没有直接的参考意义。由于缺少行之有效的检验手段，常常无法正确、有效、真实地定位出连铸坯皮下夹杂缺陷在连铸结晶区的位置，因此，在后续的连铸连轧工艺线上，缺陷铸坯下送，在轧制过程中夹杂暴露，导致出厂产品废品率升高。专利技术专利“检验钢坯内部低倍缺陷的冷蚀液浇蚀法”专利号：CN1295241A所公开的是一种观察钢坯试样表面所显现的偏析、裂纹、气泡、夹杂缺陷对应腐蚀反应生成物的黑色斑点、斑纹以及晶界，适用于炼钢生产现场在线铸坯表面质量检验。但对钢的内部皮下夹杂缺陷同样是腐蚀不清楚或与基体混淆，难以分辨。专利技术专利“一种电渣重熔矩形板坯检验方法”专利申请号：CN201110298162.4所公开的是一种电渣重熔矩形板坯检验方法，该方法选择经过电渣重熔处理的用于单轧钢板的钢坯尺寸，采用电渣重熔板坯凝固理论，纵向的一半解剖电渣板坯，在一半坯料上可同时得到边部80-100mm，横、纵向1/2处，以及以上板坯薄弱部位的全板坯厚度的分析试样，该专利技术采取的是同点多样检测方法对同一位置分别进行硬度、成分偏析、气体含量及夹杂物检验。检验试样多，直观效果差，难以对应连铸生产工艺采取措施，消除缺陷。专利技术专利“金属中非金属夹杂物的快速检测方法及快速检测装置”专利申请号：CN201210589357.9所公开的是一种金属中非金属夹杂物的快速检测方法，包括加热熔化金属试样、夹杂物分离、夹杂物总量和尺寸检测、金属液凝固和夹杂物的三维形貌和成分检测五个步骤，提供了一种专用快速检测装置，通过快速冷却凝固金属液，将夹杂物固化在金属试样表面，再采用扫描电镜和能谱分析获得金属试样中非金属夹杂物的三维形貌和成分。这是一种化学与物理相结合的方法检验夹杂物成分的方法，不能定位夹杂物在铸坯上的位置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于确定连铸钢坯皮下夹杂缺陷在铸坯凝固组织中的位置的一种金相检验方法，可原貌显示连铸钢坯横截面上皮下夹杂物缺陷在凝固结晶组织中的位置、形态、距铸坯表面距离等信息。解决用常规检验方法不能准确定位皮下夹杂缺陷位置、不能确定缺陷与凝固组织关系的问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种确定连铸钢坯皮下夹杂缺陷位置的检验方法，是由制样、弱冷酸蚀、强冷酸蚀、测量定位四个步骤组成，具体操作如下：1)制样：取具有皮下夹杂缺陷的连铸坯横向低倍试样，表面经铣、磨加工至光洁度达Ra≤0.1μm，再抛光至表面光洁度Ra≤0.025μm；2)弱冷酸浸蚀：将制备好的铸坯试样面朝上，采用如下的冷酸蚀试剂进行腐蚀，将此腐蚀剂均匀洒在试样表面，腐蚀时间0.5-1分钟，待肉眼观察到铸坯试样表面显示出凝固的结晶组织形态时，向腐蚀试面上冲80℃以上的热水0.5--1分钟，再用风吹干，此时试面上的皮下夹杂缺陷隐约显示出来；冷酸蚀试剂成分如下：3)热酸浸蚀：将1:1盐酸水溶液，加热至60-70℃，将经过弱冷酸浸蚀腐蚀后的试样试面朝上，置于热酸溶液中，浸蚀20-25分钟，提出酸液，用15℃-25℃的冷水刷洗，用70℃-100℃的热风吹干；4)定位测量：经过冷热酸蚀后的试样表面，可以清晰显示出连铸坯横截面上凝固的坯壳晶、柱状晶及中心等轴晶三个区域，同时连铸坯皮下夹杂缺陷也明显暴露出来，此时辨别确认皮下夹杂所在的铸坯结晶组织区域；统计聚集分布的皮下夹杂数量；使用刻度尺测量较大尺寸皮下夹杂距铸坯表面的距离，多点测量后取平均值，定位出皮下夹杂缺陷在铸坯中的位置。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：1、能够清晰的原貌显现连铸钢坯皮下夹杂缺陷在铸坯凝固结晶组织区域的位置及分布形态。从而为判断皮下夹杂的性质、推断皮下夹杂对成品质量的影响提供依据。2、由于该腐蚀方法为冷酸蚀加热酸蚀，靠持续的选择性腐蚀将钢基体的低倍凝固组织显示出来，反差效果明显，热酸蚀又辅助将皮下气泡缺陷的边缘清晰化，综合作用的结果，达到对皮下气泡缺陷定位准确，不漏检的效果。3、该技术具有检验速度快，污染小，节约能源，操作简便等特点，解决了用其他宏观检验方法不能清晰、准确定位铸坯皮下夹杂缺陷的难题。具体实施方式下面对本专利技术进行详细地描述，但是应该指出本专利技术的实施不限于以下的实施方式。实施例1，检验确定化学成分为C0.14wt％；Si0.5wt％；Mn0.9wt％；P0.035wt％；S0.035wt％；Al0.015wt％的连铸钢坯皮下夹杂缺陷的位置。取该成分的连铸钢坯横向截面试样，首先将试样面铣、磨加工，达到表面光洁度Ra≤0.1μm，再机械抛光至表面光洁度达Ra≤0.025μm。将铸坯试样面朝上，利用本专利技术中所涉及的冷酸蚀试剂腐蚀试样表面，腐蚀约0.5-1分钟，待肉眼观察到铸坯试样表面显示出凝固的结晶组织形态时，向腐蚀试面上冲80℃以上的热水0.5分钟，用高压风吹干。此时，皮下夹杂缺陷隐约显示出来。将1:1盐酸水溶液加热至60-70℃，将经过冷酸浸蚀后的试样面朝上，置于热酸溶液中，浸蚀20分钟，提出酸液，用15℃-25℃的冷水刷洗，用70℃-100℃的热风吹干。此时，在连铸坯横截面上就更清晰显示出铸坯凝固的坯壳晶、柱状晶、中心等轴晶区域；皮下夹杂等缺陷也明显暴露出来。宏观辨别确认皮下夹杂所处的铸坯结晶组织区域；统计聚集分布的皮下夹杂数量；使用刻度尺测量较大尺寸皮下夹杂距铸坯表面的距离，多点测量后取平均值，定出皮下夹杂缺陷在铸坯中的位置。实施例2，检验确定化学成分为含C0.17wt％；Si0.48wt％；Mn0.8wt％；P0.029wt％；S0.035本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定连铸钢坯皮下夹杂缺陷位置的检验方法，其特征在于，是由制样、弱冷酸蚀、强冷酸蚀、测量定位四个步骤组成，具体操作如下：1)制样：取具有皮下夹杂缺陷的连铸坯横向低倍试样，表面经铣、磨加工至光洁度达Ra≤0.1μm，再抛光至表面光洁度Ra≤0.025μm；2)弱冷酸浸蚀：将制备好的铸坯试样面朝上，采用如下的冷酸蚀试剂进行腐蚀，将此腐蚀剂均匀洒在试样表面，腐蚀时间0.5‑1分钟，待肉眼观察到铸坯试样表面显示出凝固的结晶组织形态时，向腐蚀试面上冲80℃以上的热水0.5‑‑1分钟，再用风吹干，此时试面上的皮下夹杂缺陷隐约显示出来；冷酸蚀试剂成分如下:3)热酸浸蚀：将1:1盐酸水溶液，加热至60‑70℃，将经过弱冷酸浸蚀腐蚀后的试样试面朝上，置于热酸溶液中，浸蚀20‑25分钟，提出酸液，用15℃‑25℃的冷水刷洗，用70℃‑100℃的热风吹干；4)定位测量：经过冷热酸蚀后的试样表面，可以清晰显示出连铸坯横截面上凝固的坯壳晶、柱状晶及中心等轴晶三个区域，同时连铸坯皮下夹杂缺陷也明显暴露出来，此时辨别确认皮下夹杂所位于的铸坯结晶组织区域；统计聚集分布的皮下夹杂数量；使用刻度尺测量较大尺寸皮下夹杂距铸坯表面的距离，多点测量后取平均值，定位出皮下夹杂缺陷在铸坯中的位置。...

【技术特征摘要】
1.一种确定连铸钢坯皮下夹杂缺陷位置的检验方法，其特征在于，是由制样、弱冷酸蚀、强冷酸蚀、测量定位四个步骤组成，具体操作如下：1)制样：取具有皮下夹杂缺陷的连铸坯横向低倍试样，表面经铣、磨加工至光洁度达Ra≤0.1μm，再抛光至表面光洁度Ra≤0.025μm；2)弱冷酸浸蚀：将制备好的铸坯试样面朝上，采用如下的冷酸蚀试剂进行腐蚀，将此腐蚀剂均匀洒在试样表面，腐蚀时间0.5-1分钟，待肉眼观察到铸坯试样表面显示出凝固的结晶组织形态时，向腐蚀试面上冲80℃以上的热水0.5--1分钟，再用风吹干，此时试面上的皮下夹杂缺陷隐约显示出来；冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋晓红，张鹏远，金星，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21