[發明專利]一種評價合金工模具鋼高溫擴散效果的方法

在審

• 申請號: 201410341526.6
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104089969A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 張昌欽;陳建禮;張曉琨
• 申請（專利權）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類號: G01N23/225
• 分類號: G01N23/225
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 王思俊

技術領域

本發明涉及一種評價合金工模具鋼高溫擴散效果的方法。?

背景技術

為了滿足使用性能方面的要求，工模具鋼中C含量一般大于0.3?wt%，且需要在碳鋼基礎上加入合金元素形成合金鋼以滿足使用性能的更高要求。這些合金元素中往往包含Cr、W、Mo或V等強碳化物形成元素。當其質量分數較高時，在鋼液凝固過程中除形成合金滲碳體外形成合金碳化物，從而造成合金元素的成分偏析。合金元素的含量越高，這種偏析的趨向就越明顯。合金元素的成分偏析在后續的加工過程中難以消除，往往給工模具鋼的使用帶來嚴重的影響甚至造成質量事故。?

高溫擴散工藝是熱加工過程中常采用的一種減少或消除成分分布不均的方法。其基本原理是通過高溫狀態下合金元素原子由高濃度區向低濃度區遷移，來提高合金元素分布的均勻程度。但目前鋼鐵行業中對于如何定量評價高溫擴散退火工藝對于合金元素分布不均的改善情況還缺乏相關的研究。高溫擴散工藝效果的評價大多依靠簡單的退火組織以及液析碳化物評級，或者利用電子探針對處理前后的樣品進行線掃描或面掃描定性比較，只能得出定性的結果，無法滿足工藝調整優化的需要。?

發明內容

為了克服現有評價合金工模具鋼高溫擴散效果的方法的上述不足，本發明提供一種操作簡單，結果穩定，數據量大，檢驗結果可靠的評價合金工模具鋼高溫擴散效果的方法。?

本發明的構思主要是利用電子探針對高溫擴散前后鑄坯或鑄錠中相關元素進行定量分析，通對Levene檢驗的方法確定元素成分分布不均情況是否有所改善及改善的程度，適用于評價高溫擴散工藝對合金工模具鋼鑄坯或鑄錠成分偏析改善情況。所述的合金工模具鋼鑄坯或鑄錠C含量大于0.3%，含有強碳化物形成元素，且含量最高的強碳化物形成元素的含量大于1.0%。?

本評價合金工模具鋼高溫擴散效果的方法包括下述依次的步驟：?

Ⅰ?根據所要評價的高溫擴散工藝的擴散溫度與保溫時間組合種數，在鑄坯或鑄錠橫截面心部附近區域取相應的試樣塊數；合金工模具鋼鑄坯或鑄錠C含量大于0.3%，含有強碳化物形成元素，且含量最高的強碳化物形成元素的含量大于1.0%；試樣長度為10～30mm，寬度為10～30mm，厚度為10～20mm，將分析面采用金相方法進行拋光成試樣分析面；

Ⅱ??確定所需要分析的元素，在試樣分析面均勻選取20～50個點，應用電子探針測定各點分析元素的質量百分比含量；

Ⅲ???將試樣放在馬弗罐內，在真空或惰性氣體保護氣氛下進行高溫擴散處理，以防止氧化脫碳，高溫擴散溫度為1200—1300℃，保溫時間為4—20h，在處理完畢后可較好地保留分析面處理前的狀態；

Ⅳ??處理完畢，待試樣冷卻到100?℃以下，開爐取出試樣，經簡單金相拋光處理后，在試樣分析面均勻選取20～50個點，再次應用電子探針測定各點分析元素的質量百分比含量；

Ⅴ?取顯著性水平α=0.02，對所分析元素高溫擴散前后的含量分別進行Levene檢驗，求出反映某一事件發生可能性的大小概率p，根據Levene檢驗結果，采用改善指數λ確定所分析元素的分布不均情況是否有所改善并定量評價改善程度。

上述的評價合金工模具鋼高溫擴散效果的方法，其特征是：在鑄坯或鑄錠橫截面心部取樣，此部位為該截面上成分偏析最嚴重區域。?

上述的評價合金工模具鋼高溫擴散效果的方法，其特征是：在步驟Ⅱ與步驟Ⅳ應用電子探針測定各點分析元素的質量百分比含量，列成質量百分含量表。便于前后比較。?

本發明的有益效果