一种高碳钢连铸坯内部质量的检验方法技术

本发明专利技术涉及一种高碳钢连铸坯内部质量的检验方法，属于连铸坯内部质量检验技术领域。技术方案是：首先将连铸坯加工成条状或块状，然后对加工试样进行淬火+回火热处理，将热处理试样进行铣、磨、抛加工处理，用浓度4%的硝酸酒精腐蚀液对抛光面深腐蚀，然后用光镜/电镜等检验设备进行金相检测并拍摄照片，用检验图像用计算机Adobe Photoshop软件进行图像处理。本发明专利技术可以更清晰、全面的显示铸坯激冷层、柱状晶、混晶、等轴晶等凝固组织，精确的获得一次枝晶间距、二次枝晶间距、等轴晶尺寸等铸坯组织信息；更清楚的显示铸坯偏析控制情况，对金相照片图像进行软件处理，实现对铸坯偏析带、碳化物数量、尺寸等缺陷的定性定量分析，对铸坯内部质量进行客观的评价，并指导连铸工艺的改进优化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于连铸坯内部质量检验技 术领域。
技术介绍
目前，用于连铸坯内部质量检验的方法主要是低倍组织检验和微观组织检验。低 倍组织检验方法常用的有热酸腐蚀法、枝晶腐蚀等，微观组织检验常用的有金相检验法、电 子探针等。热酸腐蚀法如专利申请号200810233915. 1的"一种用于金属试样低倍检验的热 酸电解腐蚀法"可以较清楚的显示铸坯内部各种缺陷如白点、裂纹、缩孔、疏松等，可以定量 的评价中心的偏析情况，但评价较为宏观，热酸腐蚀铸坯的凝固组织显示效果较差，且热酸 对工人及环境的影响较大；枝晶腐蚀技术如专利申请号201110004123. 9的"连铸坯凝固组 织和缺陷枝晶腐蚀低倍检验试剂及制备方法"和专利申请号201010274298. 7的"枝晶腐蚀 低倍检验一体化方法"，可以较好的显示铸坯凝固组织及各种缺陷，也可定量的测定枝晶间 距等来评价连铸工艺，但对腐蚀液及试样表面粗糙度要求较高；金相检验法可以清楚的显 示铸坯微观组织，且可实现定量评价，但无法清楚的显示铸坯凝固组织形态，且难以区别铸 坯内部不同位置控制的差别；电子探针可以实现对铸坯试样的微小成分区域的成分分析， 可对组成元素进行定性与定量分析，但评价较为微观，无法显示铸坯凝固组织形貌，且检验 成本较高。 以上几种评价连铸坯内部质量的检验方法适用范围广，可涵盖所有碳含量的钢 种，但因钢种间的差异性，部分钢种铸坯内部质量及缺陷评价效果较差。专门针对高碳钢 铸坯质量检验的专利如申请号200810099408. 3的"快速显示钢的内部组织缺陷试剂一冷 饰液"描述的为腐蚀液，且重点显示组织缺陷，难以定量描述铸坯凝固组织；专利申请号 201110096202. 7的"评定高碳钢连铸方坯纵剖低倍组织质量的方法"与201110096212. 0的 "高碳钢连铸方坯纵剖低倍缺陷显露方法"重点评价铸坯纵剖缺陷，采用的方法本质为碳偏 分析与酸腐蚀，铸坯凝固组织及内部缺陷显示较差且难以量化评价。
技术实现思路
本专利技术目的是提供，利用高碳钢 (C多0. 77%)铸坯淬火+回火处理后，树枝晶与枝晶间回火组织耐腐蚀性能显著差异的特 点，对高碳钢连铸坯内部质量进行检验，解决
技术介绍
存在的上述问题。 专利技术的技术方案是： ，利用C多0. 77%的高碳钢铸坯淬火+回火处 理后，树枝晶与枝晶间回火组织耐腐蚀性能显著差异的特点，对高碳钢连铸坯内部质量进 行检验；首先将连铸坯加工成条状或块状，然后对加工试样进行淬火+回火热处理，将热处 理试样进行铣、磨、抛加工处理，用浓度4%的硝酸酒精腐蚀液对抛光面深腐蚀，然后用光镜 /电镜等检验设备进行金相检测并拍摄照片，用检验图像用计算机Adobe Photoshop软件 进行图像处理。 更具体的工艺步骤如下： T铸还分析试样机加工 根据检验要求，将连铸坯在锯床进行加工处理，加工为长多10mm，宽10-20mm，高约 l〇mm的条状或块状分析试样，便于后续的热处理，机械加工，金相检验与图像分析处理； S试样淬火+回火热处理 将分析试样进行淬火+回火热处理；试样淬火后为淬火马氏体组织，马氏体是碳在 a-Fe中的过饱和固溶体，是亚稳定相，过饱和的碳原子有从固溶体中自发析出的趋势，回 火可以不断地从马氏体内析出与马氏体共格的ε-碳化物；回火析出的ε-碳化物是极薄 的层，在普通金相显微镜下是看不到的；其析出的结果使马氏体的抗腐蚀能力大大降低，所 以试样经侵蚀后，在显微镜下颜色发暗，利用试样腐蚀后颜色的区别，可以清楚的显示铸坯 凝固组织及内部缺陷等形貌； 淬火工艺：温度820-840°C，时间20-30min，冷却剂：油； 回火工艺：温度150°C _300°C，时间60-120min。 _热处理试样铣、磨、抛机加工处理 将热处理试样放置铣床上进行处理，铣去l-2mm，以充分消除试样脱碳层的影响；在磨 床上对试样分析检验面磨光处理，粗糙度要求达到Ra < 0. 8um，接着进行抛光处理，表面粗 糙度达到Ra < 0. lum ; 试样腐蚀 用4%硝酸酒精溶液对分析试样表面进行深腐蚀，以清晰显示铸坯凝固组织，显示偏 析、缩孔、裂纹等内部缺陷，偏析碳化物颗粒等显微组织形貌； I试样金相检验、拍照 腐蚀试样表面在光镜/电镜类检验设备上进行金相检验，并进行拍照，以方便对铸坯 内部组织照片进行分析处理。 囊图像处理 将拍摄的金相照片图像用检验图像用计算机Adobe Photoshop软件进行图像处理，以 清楚的显示铸坯枝晶组织、碳化物及偏析控制情况，并定量评价连铸坯的内部质量缺陷。 本专利技术的技术关键点是：对高碳钢铸坯加工试样进行淬火+回火热处理，得到耐 腐蚀性能差异较大的回火组织；对回火组织的试样铣、磨、抛处理，4%浓度的硝酸酒精腐蚀 液深腐蚀，清楚的显示铸坯凝固组织及内部缺陷。 本专利技术的积极效果：本专利技术对高碳钢连铸坯腐蚀程度与热酸腐蚀、枝晶腐蚀等方 法相比较轻，可以更清晰、全面的显示铸坯激冷层、柱状晶、混晶、等轴晶等凝固组织，可以 精确的获得一次枝晶间距、二次枝晶间距、等轴晶尺寸等铸坯组织信息；本专利技术对铸坯偏析 带等缺陷部位腐蚀与正常组织腐蚀相比，颜色区别明显，可以更清楚的显示铸坯偏析控制 情况，尤其是较严重部位共晶碳化物、凝固疏松、缩孔等缺陷的显示；本专利技术实现对金相照 片图像进行软件处理，可以实现对铸坯偏析带、碳化物数量、尺寸等缺陷的定性定量分析， 对铸坯内部质量进行客观的评价，并指导连铸工艺的改进优化。【附图说明】 图1为实施例1中GCr 15钢连铸坯内部质量腐蚀图； 图中可以清晰的看到柱状晶形貌，并可精确测量二次枝晶间距； 图2为实施例1中GCrl5钢中铸坯内部质量腐蚀图； 图中可以清晰的看到中心区域凝固组织形貌，可清晰显示枝晶间偏析情况，可观察到 缩孔、共晶碳化物等缺陷，可定量分析偏析区域面积，缩孔大小，共晶碳化物数量、比例等； 图3为实施例2中GCr 15-Y钢连铸坯内部质量腐蚀图； 图中可以清晰的看到等轴晶形貌，可观察到枝晶间的偏析与凝固过程中析出的共晶碳 化物，并可精确测量等轴晶数量及大小等； 图4为实施例2中GCr 15-Y钢连铸坯内部质量腐蚀图； 图中可以清晰的看到等轴晶形貌，可观察到枝晶间的得偏析、缩孔及少量共晶碳化物， 并可精确测量等轴晶数量及大小等； 图5为实施例3中SWRH82B钢连铸坯内部质量腐蚀图； 图中可以清晰的看到铸坯边部组织信息：激冷层细小等轴晶和柱状晶； 图6为实施例3中SWRH82B钢连铸坯内部质量腐蚀图； 图中可以清晰的看到柱状晶形貌、枝晶间偏析情况，并可精确测量^次枝晶间距； 图7为实施例3中SWRH82B钢连铸坯内部质量腐蚀图； 图中可以清晰的看到等轴晶形貌，并可观察到铸坯偏析、疏松、缩孔等缺陷。 图为8实施例4中SWRH77B钢连铸坯内部质量腐蚀图； 图中可以清晰的看到柱状晶、等轴晶形貌，并可观察到铸坯偏析、疏松缺陷。 图9为实施例4中SWRS87B钢连铸坯内部质量腐蚀图； 图中可以清晰的看到柱状晶形貌、枝晶间偏析情况，并可精确测量^次枝晶间距； 图10为实施例5中SWRS87B钢连铸坯内部质量腐蚀图； 图中可以清晰的看到等轴晶形貌，并可观察到铸坯偏析、疏松、缩孔缺陷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高碳钢连铸坯内部质量的检验方法，其特征在于利用C≥0.77%的高碳钢铸坯淬火+回火处理后，树枝晶与枝晶间回火组织耐腐蚀性能显著差异的特点，对高碳钢连铸坯内部质量进行检验；首先将连铸坯加工成条状或块状，然后对加工试样进行淬火+回火热处理，将热处理试样进行铣、磨、抛加工处理，用浓度4%的硝酸酒精腐蚀液对抛光面深腐蚀，然后用光镜/电镜等检验设备进行金相检测并拍摄照片，用检验图像用计算机Adobe Photoshop软件进行图像处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：逯志方，田新中，王伟，赵铮铮，李艳霞，李军，赵昊乾，王成杰，李亚峰，
申请(专利权)人：邢台钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北;13