CN103592328A - 检测钢奥氏体粗化温度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种检测钢奥氏体粗化温度的方法，包括如下步骤：制备检测试样；然后将检测试样放入坩埚一起置于金相加热炉中，经先抽真空后通入氩气的三次重复操作后，向金相加热炉中持续通入纯度大于99.999%的高纯氩气，作为检测试样加热时的保护气；最后将检测试样先以150℃/min的速度连续加热至800℃，并恒温保持120秒，再以15℃/min的速度连续加热至1350℃；在加热过程中，金相加热炉上方的高温激光成像系统以每0.1℃的温度间隔连续获得检测试样的奥氏体晶粒尺寸照片；将奥氏体晶粒开始长大的温度作为奥氏体粗化温度。本发明提供了一种检测钢奥氏体粗化温度的方法，具有耗时短和检测温度精确的特点。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料检测技术领域，特别涉及一种检测钢奥氏体粗化温度的方法。
背景技术
奥氏体粗化温度TGC是一种影响奥氏体晶粒尺寸的重要参数,当加热温度大于TGC时,奥氏体晶粒粗化长大,给轧制过程细化晶粒尺寸带来无法弥补的缺陷,会降低热轧钢板的韧性；当加热温度低于TGC时,溶解于奥氏体中的第二相粒子较少，降低了热轧后第二相粒子的弥散析出强化效果。为防止奥氏体晶粒的粗化且保证第二相粒子的固溶量,研究试验钢的奥氏体粗化温度TGC是非常必要的。然而，当前检测钢的奥氏体粗化温度TGC存在两个耗时长、精度低的问题。以赵西成研究钛含量对20MnMoB钢奥氏体晶粒度及晶粒粗化温度的影响为例，为得到准确的奥氏体粗化温度TGC，需将试样在860～1100℃之间，每隔20℃作为一个加热温度做保温试验。在每个温度保温3h后水淬,用过饱和苦味酸水溶液加适量海鸥牌洗发膏的腐蚀剂显示奥氏体晶界。最终采用弦切法测定奥氏体晶粒尺寸,并确定奥氏体晶粒粗化温度。不考虑加热炉升温降温时间，仅在860～1100℃之间每隔20℃选择一个温度保温3小时，就需要耗时39h。考虑到加热炉升温、保温、降温、制样、侵蚀和测量晶粒度的时间，得到一个钢种的奥氏体粗化温度TGC共需要50小时以上，耗时非常长。此外，由于温度间隔为20℃，最终得到的奥氏体粗化温度TGC并非准确的粗化温度，精度低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种快速精确检测钢奥氏体粗化温度的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种检测钢奥氏体粗化温度的方法，包括如下步骤：
1）制备检测试样；
2）将检测试样放入坩埚一起置于金相加热炉中，经先抽真空后通入氩气的三次重复操作，然后向金相加热炉中持续通入纯度大于99.999%的高纯氩气，作为所述检测试样加热时的保护气；
3）将检测试样先以150℃/min的速度连续加热至800℃，并恒温保持120秒，再以15℃/min的速度连续加热至1350℃；
4）在加热过程中，金相加热炉上方的高温激光成像系统以每0.1℃的温度间隔连续获得检测试样的奥氏体晶粒尺寸照片；
5）将奥氏体晶粒开始长大的温度作为奥氏体粗化温度。
进一步地，所述检测试样在金相加热炉中的加热是在真空状态下进行。
进一步地，所述真空状态的真空度控制在10-3-10-4Torr。
进一步地，所述高温激光成像系统为He-Ne激光源组成的高温激光成像系统。
进一步地，所述制备检测试样包括：
a.将需要检测的钢种制备成直径为6-7.5mm，高度为2-3mm的圆柱体试样；
b.对圆柱体试样上表面打磨、抛光，然后对圆柱体试样清洗得检测试样。
进一步地，所述对圆柱体试样清洗是将圆柱体试样放入超声波清洗机中清洗，清洗时间为8-12min。
进一步地，所述清洗使用的清洗剂是80-90%的乙醇溶液。
本发明提供的检测钢奥氏体粗化温度的方法，在金相加热炉内对检测试样进行连续加热,并在金相加热炉的上方配置有He-Ne激光源组成的高温激光成像系统。加热过程中成像系统的高温激光共焦扫描显微镜用He-Ne激光束照射检测试样表面，将反射信号传入计算机系统，记录在视频文件中，并以每0.1℃的温度间隔连续获得检测试样的一系列温度下的奥氏体晶粒尺寸照片，将奥氏体晶粒开始长大的温度作为奥氏体粗化温度。通过每0.1℃的温度间隔获得的奥氏体晶粒尺寸照片，对连续加热过程中奥氏体晶粒尺寸变化进行原位观察，仅需要大约1h时间，就能获得准确的奥氏体粗化温度，为实际生产过程中加热炉均热温度参数的确定提供依据，具有快速，精确和操作简便的特点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的检测钢奥氏体粗化温度的方法的工艺流程图。
图2为本发明实施例提供的检测钢奥氏体粗化温度的方法中获得的1164℃奥氏体晶粒照片。
图3为本发明实施例提供的检测钢奥氏体粗化温度的方法中获得的1196℃奥氏体晶粒照片。
图4为本发明实施例提供的检测钢奥氏体粗化温度的方法中获得的1210℃奥氏体晶粒照片。
图5为本发明实施例提供的检测钢奥氏体粗化温度的方法中获得的1228℃奥氏体晶粒照片。
图6为本发明实施例提供的检测钢奥氏体粗化温度的方法中获得的1255℃奥氏体晶粒照片。
图7为本发明实施例提供的检测钢奥氏体粗化温度的方法中获得的1315℃奥氏体晶粒照片。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种检测钢奥氏体粗化温度的方法，包括如下步骤：
步骤101：制备检测试样；
步骤102：将检测试样放入坩埚一起置于金相加热炉中，经先抽真空后通入氩气的三次重复操作，然后向金相加热炉中持续通入纯度大于99.999%的高纯氩气，作为检测试样加热时的保护气；
步骤103：将检测试样先以150℃/min的速度连续加热至800℃，并恒温保持120秒，再以15℃/min的速度连续加热至1350℃；
步骤104：在加热过程中，金相加热炉上方的高温激光成像系统以每0.1℃的温度间隔连续获得检测试样的奥氏体晶粒尺寸照片；
步骤105：将奥氏体晶粒开始长大的温度作为奥氏体粗化温度。
其中，检测试样在金相加热炉中的加热是在真空状态下进行，且真空状态的真空度控制在10-3-10-4Torr。
其中，高温激光成像系统为He-Ne激光源组成的高温激光成像系统。
其中，制备检测试样包括：
a.将需要检测的钢种制备成直径为6-7.5mm，高度为2-3mm的圆柱体试样；
b.对圆柱体试样上表面打磨、抛光，然后对圆柱体试样清洗得检测试样。
其中，对圆柱体试样清洗是将圆柱体试样放入超声波清洗机中清洗，清洗时间为8-12min。清洗使用的清洗剂是80-90%的乙醇溶液。
现以YF45MnVS钢奥氏体粗化温度的确定为例做基本说明：
利用线切割制备试样，试样直径为6.5mm，高度为3mm的圆柱体；
将圆柱体试样的上表面经过粗磨、细磨，金刚石抛光剂抛光，抛光3分钟，然后将圆柱体试样放入超声波清洗机中用80-90%的乙醇溶液作清洗剂清洗10min得检测试样。
将检测试样放入纯刚玉坩埚内，再和坩埚一起置于金相加热炉中，对坩埚进行先抽真空后通入99.99%的高纯氩气的三次重复操作后，在真空度为10-3-10-4Torr的真空状态下，向金相加热炉中持续通入纯度大于99.999%的高纯氩气。然后在金相加热炉中以高纯氩气作保护气氛对检测试样进行加热，由于在800℃之前钢基体为铁素体区，为了节省时间以150℃/min的速度快速加热至800℃，并恒温保持120秒后，再以15℃/min的速度连续加热至1350℃，由于温度达到800℃之后钢基体进入奥氏体区，此时用缓慢的加热速度可以防止升温速率过高造成的试样过热而不利于得到精确的奥氏体粗化温度。在加热过程中，设置在金相加热炉上方的He-Ne激光源组成的高温激光成像系统，通过高温激光共焦扫描显微镜用He-Ne激光束照射试样表面，将反射信号传入计算机系统，记录在视频文件中，实现对加热试样的同步原位观察，以每0.1℃的温度间隔连续获得检测试样在一系列温度下的奥氏体晶粒尺寸照片。图2-图7所示为不同温度下的奥氏体晶粒照片。通过照片可以看出，温度升高至1210℃之前，奥氏体晶粒基本保持不变。1210℃开始出现新的奥氏体晶界，如图4中箭头所示。此后，随着温度升高，新晶界组成的晶粒逐渐取代旧晶粒，且晶粒尺寸显著长大，详见图5-图7。由不同温度下奥氏体晶粒对比可知，1210℃时奥氏体晶粒开始粗化长大，此温度即为YF45MnVS钢种的奥氏体粗化温度TGC。
本发明提供的检测钢奥氏体粗化温度的方法，利用高温激光成像系统的高温激光共聚焦扫描显微镜能够在1小时内，快速测定出钢材精确的奥氏体粗化温度。与传统的方法相比，本发明具有耗时短和检测温度精确的特征。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种检测钢奥氏体粗化温度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）制备检测试样；
2）将所述检测试样放入坩埚一起置于金相加热炉中，经先抽真空后通入氩气的三次重复操作，然后向所述金相加热炉中持续通入纯度大于99.999%的高纯氩气，作为所述检测试样加热时的保护气；
3）将所述检测试样先以150℃/min的速度连续加热至800℃，并恒温保持120秒，再以15℃/min的速度连续加热至1350℃；
4）在加热过程中，所述金相加热炉上方的高温激光成像系统以每0.1℃的温度间隔连续获得检测试样的奥氏体晶粒尺寸照片；
5）将奥氏体晶粒开始长大的温度作为奥氏体粗化温度。
2.根据权利要求1所述的检测奥氏体粗化温度的方法，其特征在于：所述检测试样在所述金相加热炉中的加热是在真空状态下进行。
3.根据权利要求2所述的检测奥氏体粗化温度的方法，其特征在于：所述真空状态的真空度控制在10-3-10-4Torr。
4.根据权利要求1所述的检测奥氏体粗化温度的方法，其特征在于：所述高温激光成像系统为He-Ne激光源组成的高温激光成像系统。
5.根据权利要求1所述的检测钢奥氏体粗化温度的方法，其特征在于：所述制备检测试样包括：
a.将需要检测的钢种制备成直径为6-7.5mm，高度为2-3mm的圆柱体试样；
b.对圆柱体试样上表面打磨、抛光，然后对圆柱体试样清洗得检测试样。
6.根据权利要求5所述的检测钢奥氏体粗化温度的方法，其特征在于：所述对圆柱体试样清洗是将圆柱体试样放入超声波清洗机中清洗，清洗时间为8-12min。
7.根据权利要求6所述的检测钢奥氏体粗化温度的方法，其特征在于：所述清洗使用的清洗剂是80-90%的乙醇溶液。
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