CN103776834B - 一种低碳er50-6铸坯枝晶的热腐蚀和显示方法 - Google Patents

Abstract

一种低碳ER50‑6铸坯枝晶的热腐蚀和显示方法，属于金相检验技术领域。步骤包括，截取试样，进行磨制和抛光，直到试样表面无划痕为止。然后用盐酸、苦味酸和水配置成腐蚀液放入烧杯里面，此烧杯放入到恒温浴的水浴里面加热，等烧杯水溶液温度达到设定65℃～80℃后，将抛光好的试样放入到烧杯里面，使抛光面和溶液充分接触，在此温度下腐蚀10～30分钟时间取出，用水冲干，然后用徕卡SD6体视镜对枝晶的宏观形貌进行采集和枝晶间距测量。优点在于，操作简单，耗酸量少，无需繁琐试剂的配置，能快速、清晰显示低碳ER50‑6铸坯枝晶的宏观形貌，对连铸工艺的研究有一定的指导意义。

Description

一种低碳ER50-6铸坯枝晶的热腐蚀和显示方法

技术领域

本发明属于金相检验技术领域，特别是涉及一种低碳ER50-6铸坯枝晶的热腐蚀和显示方法。

背景技术

铸坯枝晶间距受化学成分、连铸坯冷却速度等因素影响，其大小和凝固组织及组织偏析有着密切关系。能清晰显示树枝晶，进而测得枝晶间距，对改进和优化连铸工艺有重要指导意义。目前，国内关于树枝晶的腐蚀和显示有多种方法，但都不是通用的方法，对于每种类型的钢的树枝晶显示都需要进行系列的试验摸索。如低倍经常用的冷酸腐蚀、热酸腐蚀等，腐蚀液采用1：1的盐酸水溶液，这种溶液主要是显示钢凝固时的低倍组织，显示钢的偏析、疏松等缺陷，侵蚀时酸耗量较大，周围环境损坏、污染严重，无法清晰显示树枝晶。还有多种含有氯化铜、氯化铁及氯化亚锡等物质的腐蚀液，这种溶液一般都含有多种物质，需要准确称量和配比，配比比较繁琐。且有时需要分步侵蚀，侵蚀步骤比较麻烦。腐蚀后试样表面可能会被铜的沉淀物质覆盖，无法达到理想效果。

这里计划对低碳钢ER50-6铸坯进行枝晶显示，经专利检索，查阅了大量相关专利、资料，然后对其进行枝晶显示试验，结果发现以前方法不适合ER50-6铸坯枝晶的侵蚀，无法清晰显示枝晶形貌。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低碳ER50-6铸坯枝晶的热腐蚀和显示方法，能清晰、快速地对枝晶进行腐蚀和显示。

本发明包括试样的制备、腐蚀和图像的采集，工艺步骤及控制的技术参数如下：

(1)在铸坯上选取预进行枝晶试验的位置，截取试样，试样为块状，试样尺寸0.5cm≤长≤8cm，0.5cm≤宽≤8cm，便于制样；

(2)试样制备：试样进行磨制和抛光，磨制时砂纸依次选用为150#、600#、800#砂纸，抛光时依次选用7μm和3.5μm的抛光剂进行抛光，直到试样表面无划痕，试样表面粗糙度≤0.1μm，待用；

(3)配置溶液：用纯盐酸70～100ml和100ml蒸馏水混合放入烧杯里，再加入3～5.5克苦味酸，搅拌均匀；

(4)把恒温浴加热至65℃～80℃，把装有配好溶液的烧杯放到体积为3L的恒温浴里面，恒温半小时直到烧杯溶液温度稳定；

(5)把抛光好的试样放到加热的烧杯里面，侵蚀10～30分钟，取出，用水冲洗，吹干；

(6)在徕卡SD6体视镜下观察枝晶形貌，并用体视镜采集枝晶图像；

(7)枝晶测量：选取图像上枝晶分布均匀的区域，用图像分析软件系统测量一次或二次枝晶间距，以多处区域测量的平均值代表此试样的枝晶间距。

此方法能清晰显示ER50-6铸坯枝晶形貌，溶液配置和操作都比较简单。此方法特点是用金相的方法对试样进行侵蚀，试样不能太大，否则人工磨制、抛光时无法拿住试样，将无法进行制样；试样也不能太小，否则一些钢种单个的等轴或柱状枝晶的宏观形貌可能无法显示完整。因为试样需进行磨制、抛光，保证试样受侵蚀的面有一定的光洁度，这样会比较容易地、清晰的显示的枝晶。侵蚀温度不能太低，温度较低无法显示枝晶组织。侵蚀时间不用太长，一般10多分钟能显示出枝晶组织，随着时间延长，枝晶显示的越明显，枝晶的浮凸感越强，半小时以后甚至更长时间枝晶显示的清晰度就不会有太多的变化。抛光好的试样放入到烧杯时，抛光面最好和周围的腐蚀液充分接触，不能把抛光面倒扣在杯底里面。测量每个区域的枝晶间距时，尽量每区域包含的枝晶间距大于5个，取其平均值为此处区域的枝晶间距。再接着测量几个区域的枝晶间距，最后以多个区域枝晶间距的平均值为试样枝晶的间距。

本发明的优点在于，该方法操作简单，耗酸量少，无需繁琐试剂的配置，能快速、清晰显示低碳ER50-6铸坯枝晶的宏观形貌，对连铸工艺的研究有一定的指导意义。

附图说明

图1为实施例1的ER50-6铸坯一种枝晶形貌图。

图2为实施例2的ER50-6铸坯另一种枝晶形貌图。

具体实施方式

下面通过实例进一步说明低碳钢ER50-6铸坯的枝晶的腐蚀和显示的方法。

实施例1

取低碳连铸钢连铸坯ER50-6，铸坯成分(质量百分比)为：C 0.077，Si 0.87，Mn 1.46，P 0.014，S 0.014，Ti 0.004。此连铸坯的枝晶腐蚀和显示步骤为：

1)在铸坯上截取试样，试样为长方形，试样尺寸长、宽分别为4.5cm和3cm，厚度2cm。

2)然后试样进行磨制和抛光，磨制时砂纸依次选用为150#、600#和800#砂纸，抛光时依次选用7μm和3.5μm的抛光剂进行抛光，直到试样表面无划痕，试样表面粗糙度≤0.1μm，待用。

3)配置溶液：用纯盐酸80ml和100ml蒸馏水混合放入烧杯里，再加入3.6克苦味酸，搅拌均匀。

4)把恒温浴加热至70℃，把装有配好溶液的烧杯放到体积为3L的恒温浴里面，恒温半小时直到烧杯溶液温度稳定；

5)把抛光好的试样放到加热的烧杯里面，侵蚀15分钟，取出，用水冲洗，吹干。

6)在徕卡SD6体视镜下观察枝晶形貌，并用体视镜采集枝晶图像，如图1。如图中所示，此处铸坯枝晶含有柱状晶和等轴晶，在试样中还存在一些晶间裂纹，经腐蚀后也一同显示出来，图中颜色深的地方为裂纹缺陷。

7)枝晶测量。选取图像上枝晶分布均匀的区域，用徕卡Leica Application suite软件测量一次或二次枝晶间距，以多处区域测量的平均值代表此试样的枝晶间距。此ER50-6铸坯柱状晶的一次柱状晶枝晶间距为301μm。

实施例2

取低碳连铸钢连铸坯ER50-6，铸坯成分(质量百分比)为：C 0.075，Si 0.87，Mn 1.46，P 0.014，S 0.014。此连铸坯的枝晶腐蚀和显示步骤为：

1)在铸坯上截取试样，试样为长方形，试样尺寸长、宽分别为4cm和3cm，厚度2cm。

2)然后试样进行磨制和抛光，磨制时砂纸依次选用为150#、600#、和800#砂纸，抛光时依次选用7μm和3.5μm的抛光剂进行抛光，直到试样表面无划痕，试样表面粗糙度≤0.1μm，待用。

3)配置溶液：用纯盐酸70ml和100ml蒸馏水混合放入烧杯里，再加入4.2克苦味酸，搅拌均匀。

4)把恒温浴加热至75℃，把装有配好溶液的烧杯放到体积为3L的恒温浴里面，恒温半小时直到烧杯溶液温度稳定；

5)把抛光好的试样放到加热的烧杯里面，侵蚀15分钟，取出，用水冲洗，吹干。

6)在徕卡SD6体视镜下观察枝晶形貌，并用体视镜采集枝晶图像，如图2。如图中所示，此处铸坯枝晶主要是柱状晶，且柱状晶分布比较紧密，图中颜色深的地方为裂纹缺陷。

7)枝晶测量。选取图像上枝晶分布均匀的区域，用徕卡Leica Application suite软件测量一次枝晶间距，以多处区域测量的平均值代表此试样的枝晶间距。此ER50-6铸坯柱状晶的一次枝晶间距为295μm。

Claims (1)

1.一种低碳ER50-6铸坯枝晶的热腐蚀和显示方法，包括试样的制备、腐蚀和图像的采集，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数如下：

(1)在铸坯上选取预进行枝晶试验的位置，截取试样，试样为块状，试样尺寸0.5cm≤长≤8cm，0.5cm≤宽≤8cm，便于制样；

(2)试样制备：试样进行磨制和抛光，磨制时砂纸依次选用为150#、600#、800#砂纸，抛光时依次选用7μm和3.5μm的抛光剂进行抛光，直到试样表面无划痕，试样表面粗糙度≤0.1μm，待用；

(3)配置溶液：用纯盐酸70～100ml和100ml蒸馏水混合放入烧杯里，再加入3～5.5克苦味酸，搅拌均匀；

(4)把恒温浴加热至65℃～80℃，把装有配好溶液的烧杯放到体积为3L的恒温浴里面，恒温半小时直到烧杯溶液温度稳定；

(5)把抛光好的试样放到加热的烧杯里面，侵蚀10～30分钟，取出，用水冲洗，吹干；

(6)在徕卡SD6体视镜下观察枝晶形貌，并用体视镜采集枝晶图像；

(7)枝晶测量：选取图像上枝晶分布均匀的区域，用图像分析软件系统测量一次或二次枝晶间距，以多处区域测量的平均值代表此试样的枝晶间距。