[發(fā)明專(zhuān)利]一種觀察含硼鋼中BN析出行為的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710130917.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107091830A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇篤星;鄒長(zhǎng)東;周青峰;徐松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/71
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/71
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種觀察含硼鋼中BN析出行為的方法。

背景技術(shù)

含硼鋼是以硼為主要合金元素的鋼，極少量的硼元素(5×10^-6～30×10^-6)可顯著提高鋼的淬透性，能夠在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)改善鋼材的綜合性能。在鋼鐵行業(yè)微利、甚至虧損的情況下，高性能、低成本的含硼鋼尤其受到鋼鐵企業(yè)的青睞。但B的加入會(huì)增加鋼的裂紋敏感性，提高連鑄坯中間裂紋以及表面裂紋的發(fā)生率。為了明確鋼中硼的存在形式，目前主要采用化學(xué)分析、透射電鏡、金屬原位分析儀、二次離子質(zhì)譜儀和拉曼光譜等方法研究含硼鋼鑄坯冷態(tài)下的硼元素存在形式，并通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算分析了鋼中B含量的析出行為特征。由于上述方法對(duì)含硼鋼中BN的形成過(guò)程難以進(jìn)行直接有效觀測(cè)，以致對(duì)含硼鋼鑄坯裂紋形成機(jī)理不明確，因此含硼鋼鑄坯裂紋問(wèn)題成為當(dāng)前生產(chǎn)企業(yè)所面臨的共性問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種觀察含硼鋼中BN析出行為的方法，旨在為實(shí)現(xiàn)對(duì)含硼鋼中BN的析出行為進(jìn)行有效觀測(cè)，便于研究含硼鋼中硼元素對(duì)其裂紋敏感性的影響機(jī)理。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種觀察含硼鋼中BN析出行為的方法，包括以下步驟：

(1)試樣制備：采用線切割的方式制備試樣；

(2)裝樣：將(1)中制備的試樣放入氧化鋁坩堝中，且置于高溫激光共聚焦顯微鏡的加熱爐中，進(jìn)行抽真空后持續(xù)充入惰性氣體；

(3)樣品加熱：試樣在高溫激光共聚焦顯微鏡的加熱爐中加熱至終點(diǎn)溫度T1，保溫一定時(shí)間t1后冷卻至目標(biāo)溫度T2，保溫一定時(shí)間t2后冷卻至室溫；

(4)BN析出過(guò)程觀察：在高溫激光共聚焦顯微鏡進(jìn)行原位觀察后，采用光學(xué)顯微鏡找到試樣原觀察位置，并采用掃描電鏡對(duì)原位置析出物的成分進(jìn)行確定以及對(duì)其尺寸進(jìn)行測(cè)量。

進(jìn)一步，所述的觀察含硼鋼中BN析出行為的方法中，試樣制備過(guò)程中將試樣加工成直徑5～8mm，高2.5～3.5mm的圓柱形狀，經(jīng)磨拋后，保持試樣上下表面光潔平行，并將試樣的表面進(jìn)行乙醇清洗。

進(jìn)一步，所述的觀察含硼鋼中BN析出行為的方法中，所述的樣品加熱至終點(diǎn)溫度為1400℃，加熱過(guò)程中試樣加熱速率為1℃/s～5℃/s，冷卻至目標(biāo)溫度的過(guò)程中冷卻速率≤20℃/s。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明至少具有如下有益效果：

本發(fā)明提供的觀察含硼鋼中BN析出行為的方法，利用高溫激光共聚焦顯微鏡能夠清楚、直接的觀察含硼鋼中BN的析出過(guò)程，采用光學(xué)顯微鏡對(duì)冷卻至室溫下的樣品原高溫激光共聚焦顯微鏡所觀察的區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，結(jié)合掃描電鏡對(duì)觀察區(qū)域的析出物進(jìn)行成分與尺寸的分析，可以準(zhǔn)確有效地掌握含硼鋼中BN的析出行為特征，為含硼鋼裂紋敏感性機(jī)理研究和控制含硼鋼連鑄坯裂紋提供依據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明專(zhuān)利方法提供的溫度制度示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

1℃/s加熱至1400℃，以5℃/s冷卻至950℃保溫條件下的BN析出行為觀測(cè)。

具體步驟如下：首先從鑄坯上采用線切割切取直徑8mm，高3.5mm的圓柱樣，進(jìn)行磨拋處理，經(jīng)磨拋后，保持試樣上下表面光潔平行，并將試樣的表面進(jìn)行乙醇清洗；將已制備的試樣放入氧化鋁坩堝中，且置于高溫激光共聚焦顯微鏡的加熱爐中，進(jìn)行抽真空后持續(xù)充入惰性氣體氬氣。然后將試樣按照?qǐng)D1所示的溫度曲線在高溫激光共聚焦顯微鏡中進(jìn)行升溫、保溫、和降溫。試樣從室溫以1℃/s的速率加熱至1400℃，并保溫10min。之后以5℃/s的冷卻速率降至950℃并保溫10min，后以5℃/s的冷卻速率冷卻至室溫。在高溫激光共聚焦顯微鏡進(jìn)行原位觀察后，采用光學(xué)顯微鏡找到試樣原觀察位置，并采用掃描電鏡對(duì)原位置析出物的成分進(jìn)行確定以及對(duì)其尺寸進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)條件及結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例2

5℃/s加熱至1400℃，以5℃/s冷卻至950℃保溫條件下的BN析出行為觀測(cè)。