一种低碳钢板坯连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法技术

本发明专利技术公开了一种低碳钢板坯连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法。本发明专利技术首先对连铸坯样进行预磨和抛光处理，然后在加热到40～70℃下过饱和的苦味酸溶剂中直接添加表面活性剂进行不超过30min的侵蚀，使连铸坯的凝固钩组织清晰地显露出来，实现凝固钩较高的侵蚀成功率，同时清晰地呈现凝固钩和周围枝晶组织的形貌，可以准确测量凝固钩特征参数。以准确测量凝固钩特征参数。以准确测量凝固钩特征参数。

An erosion method for solidification hook structure of low carbon steel slab continuous casting slab

【技术实现步骤摘要】
一种低碳钢板坯连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法


[0001]本专利技术涉及一种低碳钢凝固钩组织的侵蚀方法，属于钢铁材料分析方法


技术介绍

[0002]凝固钩，Hook，又称钩状坯壳，是一种钩状结构的凝固组织，在低碳钢和超低碳钢中较为常见，通常凝固钩深入连铸板坯表面以下0.5～3mm。在钢液凝固初期，凝固钩在结晶器中形成，结晶器振动使连铸坯表面出现了周期性的横向凹陷，即振痕，凝固钩从坯壳表面的振痕处向钢液内部生长，结晶器中上浮的气泡、夹杂物及卷入的保护渣接触到凝固钩组织后很容易被捕获，成为连铸坯表面或皮下夹杂(渣)或气孔缺陷。凝固钩甚至可以轻易捕获大于200μm的大型夹杂物。
[0003]这些缺陷在后工序的轧制过程中随着钢板的延伸而拉长，最终可能导致冷轧板表面的线状缺陷。在汽车外板等高等级冷轧板生产中成为制约产品表面质量，影响产品交货和客户满意度的重要问题。此外凝固钩还可能使铸坯产生横向裂纹以及导致P、Mn元素在凝固钩主线处的偏析。所以，凝固钩对连铸坯表面质量及终端产品质量都有很大的危害。一般炼钢厂为解决这一问题，不得不对连铸坯进行表面修磨或机清处理，导致连铸坯的成材率明显下降，还严重影响了炼钢厂的生产效率。
[0004]凝固钩形貌的侵蚀观察方法主要是，对样品进行简单的研磨抛光处理；配制浸蚀溶剂，浸蚀溶剂一般选用饱和苦味酸溶液(2，4，6
‑
三硝基苯酚)，部分研究中向浸蚀溶剂中添加表面活性剂以提高浸蚀的速率；将样品放入浸蚀溶剂中侵蚀，部分研究中将饱和苦味酸溶剂进行加热侵蚀实验；清洗样品并干燥；使用光学金相显微镜观察，拍摄照片；测量凝固钩的特征参数。但是，上述方法存在以下缺点：
[0005]1.简单的研磨抛光处理的样品观察面部分存在划痕，会对后续侵蚀和拍照造成一定程度的影响。
[0006]2.饱和苦味酸溶剂用于侵蚀样品浓度不够，因为侵蚀时间越长，消耗的苦味酸溶质越多，一定时间后，溶剂变成非饱和状态，侵蚀条件发生改变，容易导致侵蚀实验失败，侵蚀不出凝固钩组织。
[0007]3.在常温下配置的饱和苦味酸溶剂，再加热后溶剂的溶解度变大，溶剂处于不饱和状态，这也容易导致侵蚀实验失败。
[0008]4.配置方法复杂，需要用去离子水分别配置苦味酸溶液和表面活性剂溶液，然后进行混合。
[0009]5.上述方法凝固钩的侵蚀成功率较低，一般仅有50％或以下的样品可以成功显露出凝固钩组织，且凝固钩组织模糊不清晰。
[0010]因此，为了提高凝固钩的侵蚀成功率，更加清晰地观察到凝固钩组织的形貌特征，急需一种高侵蚀成功率且操作简便的凝固钩组织的侵蚀方法。

技术实现思路

[0011]为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种低碳钢连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法，首先对连铸坯样进行预磨和抛光处理，然后在加热下过饱和的苦味酸溶剂中添加表面活性剂进行侵蚀，使连铸坯凝固钩组织可以清晰地显露出来，在实现凝固钩组织高成功率侵蚀的同时，还可以清晰地呈现出凝固钩周围枝晶分布特征，以准确测量凝固钩特征参数。
[0012]为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用如下技术方案，一种低碳钢板坯连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法，包括如下步骤：
[0013]1)将低碳钢连铸坯进行切割，得到小块金属样品，对所切金属样品进行预磨和抛光，完成金属品磨抛处理，备用；
[0014]2)配制侵蚀溶剂，侵蚀溶剂是由苦味酸、表面活性剂和去离子水组成，其中苦味酸在加热条件下过饱和，制成侵蚀溶剂，备用；
[0015]3)将磨抛好的金属样品放入加热的恒温槽内的侵蚀溶剂中，进行70℃以下、不超过30min的侵蚀，使金属样品观察面朝上放置，保证金属样品观察面充分接触侵蚀溶剂；
[0016]4)冲洗并干燥样品观察面；
[0017]5)用光学显微镜观察样品凝固钩组织和形貌特征，并根据需要拍摄照片；
[0018]6)根据拍摄照片测量凝固钩的特征参数。
[0019]本专利技术采用了加热下过饱和的苦味酸溶剂，有效地弥补样品在加热和侵蚀过程中消耗的苦味酸溶质，始终保证侵蚀溶剂的过饱和状态，能够有效地显示低碳钢连铸坯凝固钩组织的整体形貌，使连铸坯凝固钩主线更清晰地显露出来，并且凝固钩组织及凝固钩周围的枝晶分布的侵蚀成功率高，从而可以准确测量出凝固钩的特征参数。
[0020]优选地，在所述步骤1)中，采用特殊的磨抛工艺，选择性地依次使用400目、600目、1000目和1200目的砂纸以及9μm、3μm、1μm和0.03μm的抛光液层层磨抛金属样品观察面。使样品表面达到很好的光洁度，为后续溶剂侵蚀创造条件。如果变化去离子水体积，下面所配置的溶质重量按此比例进行变化。
[0021]优选地，在所述步骤2)中，按照如下配比配制侵蚀溶剂：每100mL去离子水中，配置苦味酸3.0
‑
8.0g，表面活性剂zephiramine2.0
‑
4.0g；并保证在加热温度下的侵蚀过程中，苦味酸始终处于过饱和状态。
[0022]优选地，在所述步骤2)中，侵蚀溶剂的制备方法包括如下步骤：
[0023]将水浴锅加热至40～70℃，恒温5～30min；把装有100mL去离子水的烧杯放入该恒温水浴锅中，由此加热烧杯中的去离子水至40～70℃；加入1.0～2.0g苦味酸到去离子水中，恒温保存5～10min，查看去离子水中的苦味酸是否完全溶解，如果完全溶解便重复以上侵蚀溶剂配制步骤3～4次，直至苦味酸在烧杯底部沉淀并且溶液表面有结晶物漂浮，此时苦味酸处于过饱和状态，加入的苦味酸总重量为3.0
‑
8.0g；然后在饱和的苦味酸溶液中加入2.0～4.0g表面活性剂zephiramine，恒温保存至少5min，得到侵蚀溶剂。
[0024]优选地，在所述步骤3)中，侵蚀方法包括如下步骤：
[0025]将磨抛好的样品放入40～70℃的恒温槽内的侵蚀溶剂中侵蚀，侵蚀时间为1～30min，样品观察面朝上放置，保证样品观察面充分接触侵蚀溶剂。
[0026]通过上述本专利技术方法，可以保证侵蚀溶剂在侵蚀过程中苦味酸溶剂始终处于过饱
和状态，提高凝固钩侵蚀的成功率，可以清晰地观察到低碳钢连铸坯凝固钩组织的整体形貌。并且上述侵蚀溶剂配方简单，侵蚀操作便利。
[0027]本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
[0028]1.本专利技术选择性地依次使用400目、600目、1000目和1200目的砂纸以及9μm、3μm、1μm和0.03μm的抛光液层层磨抛样品观察面，使样品表面达到很好的光洁度，可以提高凝固钩和周围枝晶组织的侵蚀成功率；
[0029]2.本专利技术将去离子水加热到40～70℃后，再加入苦味酸溶质，可以溶解更多的苦味酸，配置的苦味酸溶剂浓度更大，侵蚀效果更好；
[0030]3.本专利技术40～70℃下过饱和的苦味酸溶剂可以弥补样品在加热和侵蚀过程中消耗的苦味酸溶质，始终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碳钢板坯连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将低碳钢连铸坯进行切割，得到小块金属样品，对所切金属样品进行预磨和抛光，完成金属品磨抛处理，备用；2)配制侵蚀溶剂，侵蚀溶剂是由苦味酸、表面活性剂和去离子水组成，其中苦味酸在加热条件下过饱和，制成侵蚀溶剂，备用；3)将磨抛好的金属样品放入加热的恒温槽内的侵蚀溶剂中，进行70℃以下、不超过30min的侵蚀，使金属样品观察面朝上放置，保证金属样品观察面充分接触侵蚀溶剂；4)冲洗并干燥样品观察面；5)用光学显微镜观察样品凝固钩组织和形貌特征，并根据需要拍摄照片；6)根据拍摄照片测量凝固钩的特征参数。2.根据权利要求1所述低碳钢板坯连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法，其特征在于：在所述步骤1)中，采用特殊的磨抛工艺，选择性地依次使用400目、600目、1000目和1200目的砂纸以及9μm、3μm、1μm和0.03μm的抛光液层层磨抛金属样品观察面。3.根据权利要求1所述低碳钢板坯连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法，其特征在于：在所述步骤2)中，按照如下配比配制侵蚀溶剂：每100mL去离子水中，配置苦味酸3.0
‑
8.0g，表面活性剂zep...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨健，张青，李婷婷，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：