[發明專利]一種對鋼中夾雜物進行觀察分析的方法

在審

• 申請號: 202310019092.7
• 申請日: 2023-01-06
• 公開（公告）號: CN116500113A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 楊健;楊文魁;張潤顥;孫晗;宋景凌;朱慶桂;周旋;李恒華;劉合萍
• 申請（專利權）人: 上海大學;衡陽華菱鋼管有限公司
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;G01N1/34;G01N21/88;G01N21/89;G01N21/892
• 代理公司: 北京華清迪源知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 丁彥峰

本發明實施例公開了一種對鋼中夾雜物進行觀察分析的方法。本發明提出了鋼中非金屬夾雜物的精準分離工藝條件，使夾雜物的提取率高，使觀察到的夾雜物三維形貌保持完整，便于更好的分析其特性，為鋼中夾雜物控制工藝技術改進提供依據。

技術領域

本發明屬于鋼中夾雜物分析技術領域，具體涉及一種對鋼中夾雜物進行觀察分析的方法。

背景技術

油缸用鋼管主要用于制造車輛、工程機械、起重運輸機械、礦山機械及其它機械的液壓傳動設備，如液壓和氣動鋼筒、液壓支柱、抽油泵筒等。隨著油缸用鋼管鋼的迅速發展，其機械加工技術也隨之在工藝及效率上不斷升級換代，冷拔油缸加工方法由珩磨優化成切削滾光工藝后，對鋼管質量提出更高的要求，油缸缸筒的表面質量缺陷發生率增大，這些缺陷主要起因于鋼中非金屬夾雜物。

鋼中的夾雜物包括鋼水脫氧產物Al₂O₃，顆粒比較大的鋁酸鹽、硅酸鹽，還有連鑄結晶器保護渣卷渣，中間包覆蓋劑卷渣，鋼包渣卷渣，以及耐材溶解和脫落使部分MgO進入鋼水與Al₂O₃形成的鎂鋁尖晶石夾雜等。這些夾雜物硬度高、不易變形且難以熔化。由于冷拔油缸的切削滾刮加工是點對點接觸，刀尖碰到夾雜物后，夾雜物與其基體脫離，容易產生點狀缺陷。因此，對鋼中各類夾雜物的形貌、成分、尺寸和數量等特性的分析，有助于探明各類夾雜物的來源，評估夾雜物對表面質量的影響，闡明夾雜物導致產品表面缺陷的機理，有助于提升冷拔油缸用鋼夾雜物控制技術水平，改善其表面質量。

金相法，酸溶法及水溶液電解法是檢測提取鋼中夾雜物常用的三種方法。

金相法雖然便捷，但只能觀察到夾雜物某個截面的形貌，難于判斷夾雜物的真實尺寸和三維形貌，對夾雜物尺寸和形貌的判斷容易出現“誤判”的問題。酸溶法雖然可以快速地將夾雜物溶蝕進入溶液中，但是容易溶解鋼中細小夾雜物，還容易溶解化學性能不穩定的夾雜物，如含鈣、含鎂夾雜物，導致鋼中部分夾雜物數據的缺失。水溶液電解法是以酸性水溶液為電解液，該方法可以進一步加快鋼樣的溶解速度，但是存在以下缺點：酸性溶液易破壞夾雜物形貌、難以提取得到小顆粒夾雜物，僅適合于分析鋼中大于50μm的大型夾雜物，對于鋼中數量較多的中小尺寸的夾雜物難以準確評價。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明提供一種對鋼中夾雜物進行觀察分析的方法，該方法所得到的夾雜物種類齊全、尺寸范圍廣，便于觀察分析不同粒徑范圍內夾雜物真實的尺寸和三維形貌，對于鋼中Al₂O₃，SiO₂，Ti₂O₃,CaO，MgO，Al₂O₃-MgO，CaO-SiO₂，Al₂O₃-SiO₂，Al₂O₃-SiO₂-MgO，Al₂O₃-SiO₂-CaO及Al₂O₃-SiO₂-CaO-MgO，CaS，MnS，TiN，AlN，Nb(C,N)等各類型非金屬夾雜物的尺寸和三維形貌均能清晰、完整的進行表征。

為了實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

根據本發明實施例的第一方面，本發明提供一種對鋼中夾雜物進行觀察分析的方法，包括如下步驟：

1)鋼樣制備：從待分析鋼中截取試樣，經表面磨拋，超聲波震蕩清洗去除表面污物；

2)預電解：采用電解液對鋼樣進行預電解，得到預電解后的樣品，預電解時間20～60min，預電解電流0.03～0.18A，且預電解時間和預電解電流滿足如下關系：