[發明專利]鋼材潔凈度評價新方法

在審

• 申請號: 202010796468.1
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111879784A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 張兵;董昌昌;劉偉雄
• 申請（專利權）人: 耐世特凌云驅動系統（蕪湖）有限公司
• 主分類號: G01N21/94
• 分類號: G01N21/94;G01N1/28;G01N1/32
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 李寰

本發明的目的是提供一種鋼材潔凈度評價新方法，通過對實際工程鋼構件中夾雜物尺寸的分布和極值預測，得到鋼材潔凈度；通過分析小體積構件中的夾雜物尺寸分布情況，提出鋼材中夾雜物尺寸分布規律，然后將該分布規律推廣到大尺寸鋼件中，就可很方便地預測鋼中的非金屬夾雜物尺寸，解決了實際大尺寸構件中夾雜物的評價問題，利用小樣塊的夾雜物觀察、分析，就能較好的預測大尺寸構件中的夾雜物極值，從而為更精確的安全評估和壽命預測提供支持。

技術領域

本發明涉及鋼材潔凈度評價領域，尤其涉及一種鋼材潔凈度評價新方法。

背景技術

隨著煉鋼技術的發展，特別是二次精煉和控制非金屬夾雜物等新技術的應用，大大提高了鋼的潔凈度，減少了鋼中非金屬夾雜物的大小和含量，潔凈高強鋼中的夾雜物由少量大尺寸夾雜物和一些小尺寸夾雜物組成，然而大尺寸夾雜物由于其低的發生率通常是很難檢測到的，特別是對于較大體積的鋼件，更是如此，夾雜物的尺寸大小對承受負載的鋼件的可靠性和性能都有重要的影響。大量的實驗表明，構件在循環應力作用下，裂紋首先在夾雜物或其他缺陷處萌生，且疲勞失效通常發生在最大夾雜處。因此，鋼中最大夾雜物尺寸的預測對于新鋼種開發具有十分重要的指導意義和現實意義。

鋼中夾雜物的評價方法有很多，金相法、標準評級圖、無損檢測法、夾雜物聚集檢測法和疲勞法等。金相法、標準評級圖、夾雜物聚集檢測法只能對小體積試樣進行檢測，對于大體積鋼構件的評價是無法實現的。無損檢測法可以對大體積鋼件進行檢測，但是對于尺寸小于100μm的夾雜物則很難檢測到（鋼中的夾雜物一般均小于100μm）。疲勞法檢測評價鋼中的夾雜物無疑是精確的，但是成本消耗十分巨大。所有這些夾雜物的評價方法都有一個無法回避的難題，大尺寸構件中的最危險的夾雜物尺寸如何確定。大尺寸構件重量達到幾噸，有些甚至高達數十噸，這種情況下，如何評價鋼坯中的最大夾雜物尺寸則顯得尤為重要。

非金屬夾雜物，是一種非金屬的化合物，它是鋼材在脫氧過程和鋼液凝固過程中產生的；

潔凈鋼，鋼中雜質元素的含量具有非常嚴格的控制要求的鋼。其硫、磷含量一般要求不大于0.01%，且對氫、氧以及低熔點金屬的含量也有相當嚴格的控制要求。

二次精煉是指在傳統的煉鋼爐（如平爐、精爐、電爐）外進行的精煉。精煉的主要任務是脫氧、脫硫、脫磷、脫碳、去夾雜物、合金化及微調成分。

鋼中非金屬夾雜物的評價與預測一直是整個涉及鋼鐵材料制造、生產、加工及使用各個工序都重點關注的技術難題。鋼中的非金屬夾雜物分為內生和外來兩種。不論哪種夾雜物均對構件的安全性和耐久性有較大的影響，其中影響最大的就是鋼中夾雜物的尺寸，特別是最大夾雜物尺寸。因此，鋼中夾雜物尺寸的預測及評價就顯得尤為重要。

當前夾雜物評價的方法大部分是針對小體積樣塊，無法反應真實的大體積構件的實際情況，因此得出的夾雜物的尺寸通常是偏小的，在這種情況下，真實構件在服役過程中則是比較危險的。

當前，大部分情況下是通過國家標準GB/T 10561規定的標準評級圖來評價鋼中的非金屬夾雜物。

現有技術方法的步驟：按規定的要求切割取樣→磨制→拋光→在金相顯微鏡下觀察并評級。

現有技術的缺點：

現有技術的所有方法均是針對小體積樣塊，基本的操作步驟：取樣→磨制→拋光→觀察→評級。得到的結果不能反映真實大體積構件的實際夾雜物分布情況。

發明內容