[發(fā)明專利]一種連鑄坯樹枝晶間距的評定方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710071967.2
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106871825A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉珂;孫齊松;丁寧;呂迺冰;佟倩;徐士新;柳洋波
• 申請（專利權(quán)）人: 首鋼總公司
• 主分類號: G01B15/00
• 分類號: G01B15/00
• 代理公司: 北京華誼知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11207
• 代理人: 王普玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于連鑄坯凝固組織檢驗分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種連鑄坯樹枝晶間距的評定方法。

背景技術(shù)

連鑄坯凝固組織主要是指連鑄坯在凝固過程中所形成的結(jié)晶狀態(tài)。連鑄坯凝固組織和缺陷、凝固條件有直接關(guān)系。通過對鑄坯進行凝固組織檢驗可以對連鑄坯的凝固條件是否合理做出判斷。

檢驗連鑄坯的凝固組織是指檢驗連鑄坯激冷層厚薄，柱狀晶的形態(tài)以及中心等軸晶占的比例多少。國家標(biāo)準(zhǔn)《GB226-91鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法》介紹了三種顯示鑄坯低倍組織的方法：熱酸蝕法、冷酸蝕法及電解侵蝕法。但是，通過熱酸蝕、冷酸蝕以及電解腐蝕雖然可以獲得凝固組織信息，但是枝晶細節(jié)顯示不夠清楚。專利CN00123293.2“連鑄鋼坯凝固組織顯示技術(shù)”，CN200610047773.0“一種顯示硅鋼凝固組織的腐蝕劑及其配置方法”以及CN102023112A“一種顯示超低碳鋼凝固枝晶組織的腐蝕劑及制備方法”等方法均是針對不同鋼種，通過調(diào)整苦味酸、氯化銅等試劑的比例，形成的一種新型腐蝕劑來侵蝕對應(yīng)的鋼種枝晶。但是苦味酸系列腐蝕劑對腐蝕時間、腐蝕溫度較為敏感，成功率不高。

專利CN104316369A公布了利用熱處理+硝酸酒精腐蝕的方法用于齒輪鋼連鑄坯枝晶的形貌，該方法取得了較好的效果。但是該方法需要根據(jù)鋼種成分制定相應(yīng)的熱處理工藝，利用枝晶干與枝晶間合金元素差異對近平衡轉(zhuǎn)變條件下凝固組織的影響，達到利用凝固組織差異顯示枝晶形貌的目的。但是該方法對鋼種成分有一定的要求，過低或過高碳含量對顯示效果均有影響。

綜上所述，目前尚沒有一種準(zhǔn)確、簡便、具有廣泛實用性的連鑄坯樹枝晶的顯示以及樹枝晶間距評定方法，采用本發(fā)明“一種連鑄坯樹枝晶間距的評定方法”，可以實現(xiàn)對不同鋼種鑄坯樹枝晶形貌顯示，定量評價樹枝晶間距(包括一次枝晶間距和二次枝晶間距)，該方法方便有效，適用性強。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種連鑄坯樹枝晶間距的評定方法。解決了連鑄坯樹枝晶顯示及間距評定方法對鋼種C含量要求較高的問題。實現(xiàn)了不同鋼種鑄坯樹枝晶形貌顯示，定量評價樹枝晶間距。

一種連鑄坯樹枝晶間距的評定方法，具體步驟及參數(shù)如下：

1、截取鑄坯橫截面試樣，經(jīng)切割、磨制、拋光后得到金相磨面。

2、選擇目標(biāo)視場：目標(biāo)視場為各金相試樣中心位置，用電子探針波譜儀對視場內(nèi)C、Si、Mn、P、S等元素進行面掃描，測量條件為：加速電壓10～30kv，電子束電流100～1000nA，掃描時間5～40ms，掃描步長3～5μm。

3、掃描獲得視場內(nèi)C、Si、Mn、P、S等元素的分布規(guī)律。通過C、Si、Mn、P、S等的分布即反映出原始枝晶的形貌。

4、在視場內(nèi)選擇包含10～20個一次枝晶間距或二次枝晶間距的代表性路徑，提取其C、Mn等合金元素含量。代表性路徑方向需與一次枝晶或二次枝晶生長方向垂直，提取選擇路徑上合金元素含量，即可得到路徑上合金元素含量與位置的關(guān)系。

5、根據(jù)代表性路徑上合金元素波峰或波谷的個數(shù)n以及路徑的長度L,即可計算出該路徑的平均一次枝晶間距λ₁或二次枝晶間距λ₂，公式如下：

本發(fā)明的優(yōu)點在于：方法簡單合理，適用性強，利用本發(fā)明可簡便、準(zhǔn)確評定鑄坯橫截面內(nèi)不同位置處樹枝晶間距，為連鑄工藝合理性判斷奠定基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1為鑄坯金相樣切割及觀察視場位置示意圖。

圖2為典型Mn元素面掃描結(jié)果圖。

圖3為面掃后二次枝晶間距測量路徑顯示圖。

圖4為選擇路徑上合金元素與位置關(guān)系示意圖。

圖5為不同工藝下鑄坯橫截面內(nèi)二次枝晶間距評定結(jié)果示意圖。

具體實施方式

實施例1

下面結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實施方式如下：

1)針對160mm×160mm斷面鑄坯，其金相樣切割位置示意圖如圖1所示，圖1中方框即為觀察視場。

2)選擇圖1中方框視場，用電子探針波譜儀對視場內(nèi)C、Si、Mn、P、S等元素進行面掃描，測量條件為：設(shè)定加速電壓15KV,束流500nA，掃描面積為2.4*1.8mm，掃描時間20ms，掃描步長4μm。

3)掃描獲得視場內(nèi)C、Si、Mn、P、S等元素的分布規(guī)律，樹枝晶間合金元素較高，樹枝晶干合金元素較低。通過C、Si、Mn、P、S等元素的分布即可反映出原始枝晶的形貌。如圖2所示。