[發明專利]基于鑄態組織的連鑄小方坯表面奧氏體晶界裂紋預測方法

在審

• 申請號: 202110051390.5
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN114764067A
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 陳志平;鄭宏光;李樹貴;劉耀宗;金峰
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 李玲

本發明公開了基于鑄態組織的連鑄小方坯表面奧氏體晶界裂紋預測方法，包括：1)對連鑄坯表面進行清潔處理，通過金相顯微鏡得到連鑄坯表層的鑄態顯微組織圖像；2)用晶粒等效圓直徑作為晶粒當量直徑，將鑄態顯微組織圖像的視域內所有晶粒的晶粒等效圓直徑按遞增順序劃分為多個等級，通過計算不同等級范圍內晶粒面積百分比來表征奧氏體晶粒尺寸的分布情況；3)將混晶組織按晶粒等效圓直徑劃分為粗晶粒區和細晶粒區，在兩區內均存在兩個面積百分比的最大值，計算混晶指數；4)根據奧氏體晶粒尺寸、混晶指數，判斷晶界裂紋敏感性。本發明在現有奧氏體晶界裂紋判據的基礎上，引入混晶指數參數來實現對連鑄坯表面奧氏體晶界裂紋敏感性的準確預測。

技術領域

本發明涉及連鑄生產技術，更具體地說，涉及一種基于鑄態組織的連鑄小方坯表面奧氏體晶界裂紋預測方法。

背景技術

連鑄坯表面晶界裂紋一直以來都是影響鑄坯表面質量的一個重要因素。這種類型裂紋總是沿著粗大奧氏體晶界產生，在外部應力作用下沿晶界延伸擴展，并最終形成表面宏觀裂紋。原始奧氏體尺寸越粗大，連鑄坯表面越容易產生晶界裂紋，即粗大的原始奧氏體晶粒是導致連鑄坯表面產生晶界裂紋的關鍵因素。

目前，主要通過原始奧氏體晶粒臨界尺寸對連鑄坯晶界裂紋敏感性進行預測，原始奧氏體晶粒尺寸大于1mm時，晶粒組織裂紋敏感性強，連鑄坯易產生晶界裂紋；原始奧氏體晶粒尺寸小于1mm時，晶粒組織裂紋敏感性弱，連鑄坯不易產生晶界裂紋。然而，通過對實際鑄坯表面進行分析發現，裂紋處奧氏體組織中存在小于1mm的晶粒，也有大于1mm的奧氏體晶粒無晶界裂紋發生。這表明，僅依據原始奧氏體晶粒尺寸預測連鑄坯表面晶界裂紋敏感性存在不足。因此，非常有必要對現有裂紋敏感性判據進行完善，以提高對連鑄坯表面晶界裂紋敏感性的預測精度。

對連鑄坯表層奧氏體組織觀察發現，晶粒大小混合雜亂分布，組織中晶粒形狀各不相同，大晶粒群中夾雜小晶粒，或者小晶粒群中夾雜包圍大晶粒現象，即混晶組織。如文獻《Characterisation of bimodal grain structures in HSLA steels》(DebalayChakrabarti,et al.Materials Characterization,2007,58:423-438.)提出通過混晶指數對混晶組織進行定量表征，但并未研究混晶指數與奧氏體晶界裂紋的關系。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的是提供一種基于鑄態組織的連鑄小方坯表面奧氏體晶界裂紋預測方法，在現有奧氏體晶界裂紋判據的基礎上，引入混晶指數參數來實現對連鑄坯表面奧氏體晶界裂紋敏感性的準確預測。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于鑄態組織的連鑄小方坯表面奧氏體晶界裂紋預測方法，包括以下步驟：

1)對連鑄坯表面進行清潔處理，通過金相顯微鏡得到所述連鑄坯表層的鑄態顯微組織圖像；

2)用晶粒等效圓直徑作為晶粒當量直徑，將所述鑄態顯微組織圖像的視域內所有晶粒的所述晶粒等效圓直徑按遞增順序劃分為多個等級，并計算不同等級范圍內晶粒面積百分比，以不同等級的晶粒等效圓直徑為橫坐標，以相應的晶粒面積百分比為縱坐標作圖，即可得到混晶組織的雙峰分布圖像；

3)根據步驟2)中所述雙峰分布圖像將混晶組織劃分為粗晶粒區和細晶粒區，在所述粗晶粒區和所述細晶粒區內均存在面積百分比的最大值，計算峰高比即為混晶指數；

4)根據所述奧氏體晶粒尺寸和所述混晶指數，判斷晶界裂紋敏感性。

較佳的，所述步驟1)中，采用硝酸酒精對所述連鑄坯表面進行清潔處理。

較佳的，所述步驟2)中，所述晶粒等效圓直徑按遞增順序劃分15個等級。

較佳的，所述步驟4)中，判斷所述晶界裂紋敏感性如下：