钢中夹杂物一般分为外来性夹杂物和内生性夹杂物两种,本文主要对国内钢中内生性夹杂物的检验分析方法进行了研究。
1、钢中非金属夹杂物的低倍检验法
从150mm×150mm的HRB400连铸坯上截取剖面低倍试样,经磨床磨光后采用GB/T226—2015中推荐的1∶1(体积比)盐酸水溶液进行电解腐蚀,经目视观察,如图1所示,发现在连铸坯上边缘存在较多的非金属夹杂物,夹杂物级别为2.0级。
2、钢中非金属夹杂物的金相检验法
GB/T10561—2005将钢中非金属夹杂物分为A,B,C,D和DS五大类,其表示的夹杂物类型分别为:硫化物类、氧化铝类、硅酸盐类、球状氧化物类、单颗粒球状类。标准给出了A法和B法两种评定夹杂物含量的方法。其中A法是根据细系和粗系记下与检验面上最恶劣的视场相符合的标准级别数。B法又称比较法,是将试样的每个视场与标准图谱比较,对于各类夹杂物,按细系和粗系记下与检验面相符合的标准评级图的级别数;检验视场一般不小于100个,记下每个视场的数据后,计算出平均级别数m,且细系和粗系分开计算。
在Φ8mm/65号钢材试样中间位置,沿着轧制方向截取纵截面试样,经镶嵌、磨制、抛光,在未腐蚀状态下进行显微观察,发现钢材内部存在较多颜色呈黑色,条状的夹杂物,长度为439μm,宽度为8μm,经分析判定为2.0级粗系硅酸盐类夹杂物。
3、钢中非金属夹杂物的扫描电镜检验法
对Φ12.5mm/82B钢经过扫描电镜的全部扫描,并对扫描出来的颗粒进行全自动夹杂物分析,并对其中19个非金属夹杂物的形貌和成分进行了分析,如表1、2所示。
同时为了直观明了分析钢中非金属夹杂物的分布、大小及种类,我们采用全自动夹杂物分析系统对钢中夹杂物进行了三元相图的建立,如图3所示。
4、分析与讨论
4.1低倍检验法分析
低倍检验法实际意义上是一种宏观检验法,它主要是对连铸坯进行酸蚀试验后,利用肉眼对连铸坯上的低倍组织缺陷进行分类评级,非金属夹杂物在酸蚀试样上的形貌特征是呈不同形状和不同颜色的非金属颗粒或非金属夹杂腐蚀剥落后出现的凹坑,同时非金属夹杂物产生的主要原因是夹杂物进入结晶器内未能上浮,所以非金属夹杂一般存在位置为连铸坯的上边缘位置处,便于检验者观察分析。
低倍检验法的主要特点是检验速度快,可对每一炉连铸坯低倍组织缺陷进行分析,对钢中的非金属夹杂物进行评级,快速反映连铸坯内部质量;但也存在一定欠缺,低倍检验法只能对连铸坯进行检验分析,同时只能反映夹杂物的数量、密集程度,不能对夹杂物的类型、尺寸、成分进行分析。
4.2金相检验法分析
4.3扫描电镜法分析
扫描电镜法是通过扫描电镜对试样的表面进行扫描分析,对扫描出来的颗粒通过全自动夹杂物分析系统对其形貌和成分进行分类,从而对钢中非金属夹杂物的形貌、成分、大小、数量及分布进行统计评级,同时也可以对观察到的钢中的非金属夹杂物利用能谱仪进行半定量成分分析,确定其类型。
5、结论
1)低倍检验法能够快速的检验钢中的非金属夹杂物的数量及严重程度,及时反映连铸坯的内部质量,便于及时调整生产工艺,提高产品质量。
3)扫描电镜检验法是将形貌分析和成分分析结合起来的一种方法,可以对钢中非金属夹杂物的形貌、成分、种类、大小、数量及分布进行分析评级。