CN105241884A - 一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例方法 - Google Patents

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Abstract

一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例方法,涉及一种测定碳钢氧化物比例方法，对试样横断面进行热镶嵌，经砂纸磨制后，采用盐酸酒精溶液腐蚀试样后，用酒精冲洗、吹干；利用金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片，在视场中包含整个氧化铁皮厚度的形貌；利用软件对金相照片中各相氧化物FeO、Fe3O4、Fe2O3和Fe3O4+Fe共析产物，的比例进行统计；本方法利用普通的金相显微镜和photoshop软件就可以简单、快速、准确和直观的检测出氧化铁皮层中各相氧化物比例。为氧化铁皮的结构度控制、提高钢材的表面质量奠定了基础。

Description

一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例方法
技术领域
本发明涉及一种测定碳钢氧化物方法，特别是属于一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例的表征方法，是一种通过“制备试样—金相分析—photoshop软件测定”等步骤，测定出氧化铁皮层中FeO、Fe3O4和Fe2O3各相比例的方法。
背景技术
碳钢在热轧过程中会在钢板表面产生一层氧化铁皮。在不同的热轧条件下，氧化铁皮层中各相氧化物的比例会发生变化。同时，在热轧过程中，由于氧化铁皮控制不当而产生的表面缺陷，严重影响了钢板的表面质量。热轧碳钢表面的红色铁皮缺陷就是因为在整个氧化铁皮层中Fe2O3所占的比例较大，因此整个氧化铁皮才会呈现红色。热轧碳钢表面存在过多的表面红色铁皮（Fe2O3）不但会延长酸洗时间，而且会导致酸洗板表面质量缺陷过多。中国专利申请号201010189410.7《热轧带钢表面氧化铁皮柔性化控制方法》给出了热轧生产线带钢表面氧化铁皮的结构和粘附性的控制方法，主要针对的是不同结构的氧化铁皮在后续深加工过程中表现出不同的加工特性，如何根据下游生产企业的深加工工艺特点（是否存在涂油工序）来要求对应不同结构的氧化铁皮。对于有涂油工序的要求氧化铁皮结构以Fe3O4为主，其含量要超过70%。对于没有涂油工序的要求氧化铁皮结构中Fe3O4含量超过40-70%。综上所述，可见准确、快速地测定氧化铁皮层中各相氧化物的比例是十分必要的，同时这对于调整氧化铁皮层中氧化物的比例进而控制热轧碳钢的表面质量都是非常重要的。
关于测定氧化铁皮层中各相氧化物的比例，通常的做法是采用X射线衍射法。通过X射线的物相分析，可以测定出氧化铁皮层中含有哪些氧化物，并可测定氧化物的比例。但X射线衍射法由于采用的靶材不同，测定的氧化层的深度不同。对于较厚的氧化铁皮（例如炉生氧化铁皮），往往X射线并不能将整个氧化铁皮层穿透，因此测定的氧化物的各相比例并不准确，因此采用X射线测定氧化铁皮物相比例时是有一定使用条件的。中国专利申请号201410177415.6《一种区分热轧硅钢中多相氧化铁皮的表征方法》给出了测定热轧硅钢表面氧化铁皮层中各个氧化物相的比例。这种方法主要是通过电子探针,并借助EBSD技术来判定热轧硅钢表面氧化物相。这种方法虽然能准确测定氧化铁皮层中各相比例，但在利用电子探针和EBSD测定之前，需要花费大量时间来制备试样。如果试样制备得不好，此时用EBSD则测不出物相来，因此这种方法对测定前期的试样制备要求较高，此方法较麻烦。
鉴于此，本发明旨在在简单、准确的前提下，通过前期试样制备、金相照相、photoshop软件分析等日常经常用到的方法，就可测定出热轧碳钢表面氧化铁皮层中各相氧化物所占的比例。
发明内容
本发明的目的是提供一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例方法，本方法利用普通的金相显微镜和photoshop软件就可以简单、快速、准确和直观的检测出氧化铁皮层中各相氧化物比例。为氧化铁皮的结构度控制、提高钢材的表面质量奠定了基础。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例的表征方法，按以下步骤进行：
（1）对试样横断面进行热镶嵌。经过800#-1500#砂纸磨制后，采用2.5μm、1.0μm、0.5μm的金刚石研磨膏抛光，抛光时间≥10min。确保在磨抛过程中不破坏氧化铁皮，使氧化铁皮发生不脱落。
（2）采用2.7%盐酸酒精溶液腐蚀试样3-5s后，用酒精冲洗、吹干。
（3）利用金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片，确保在视场中包含整个氧化铁皮厚度的形貌。
（4）利用photoshop软件对金相照片中各相氧化物（FeO、Fe3O4、Fe2O3和Fe3O4+Fe共析产物）的比例进行统计。先用套索工具选取全部氧化物的区域，然后通过直方图工具读取全部氧化物的像素。再用套索工具分别选取不同氧化物的区域，再用直方图工具直接读取选定区域的像素。
根据上述的一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例的表征方法，根据图片中各相氧化物所占像素的比例统计，可快速、简单的统计出氧化铁皮层中各相氧化物（FeO、Fe3O4、Fe2O3和Fe3O4+Fe共析产物）的比例。
本发明的特点在于利用金相显微镜和photoshop软件，通过一系列简单的制样过程，就可以测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例。本发明对于实验设备要求简单，适用性广泛，并且解决了现有方法对实验设备要求高，操作复杂的困难，能准确测定出氧化铁皮层中各相氧化物的比例，为控制氧化铁皮结构，提高钢材的表面质量奠定了基础。
附图说明
图1在实例1条件下，金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片；
图2在实例2条件下，金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片；
图3在实例3条件下，金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片；
图4在实例4条件下，金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片；
图5在实例5条件下，金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片。
具体实施方式
结合实例，对本发明测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例的方法做进一步说明。
实施例1
一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例的表征方法，按以下步骤进行：
（1）对试样横断面进行热镶嵌。经过800#-1500#砂纸磨制后，采用2.5μm、1.0μm、0.5μm的金刚石研磨膏抛光，抛光时间10min。确保在磨抛过程中不破坏氧化铁皮，使氧化铁皮发生不脱落。
（2）采用2.7%盐酸酒精溶液腐蚀试样3s后，用酒精冲洗、吹干。
（3）利用金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片，如图1所示，确保在视场中包含整个氧化铁皮厚度的形貌。
（4）利用photoshop软件对金相照片中各相氧化物的比例进行统计。先用套索工具选取全部氧化铁皮的区域，再在直方图工具中读取全部氧化铁皮区域的像素为94411。再用套索工具选取FeO区域，在直方图中读取FeO所占像素为84687。用套索工具选取Fe3O4区域，在直方图工具中读取Fe3O4所占像素为9724。其中FeO为89.7%，Fe3O4为10.3%。
实施例2
一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例的表征方法，按以下步骤进行：
（1）对试样横断面进行热镶嵌。经过800#-1500#砂纸磨制后，采用2.5μm、1.0μm、0.5μm的金刚石研磨膏抛光，抛光时间15min。确保在磨抛过程中不破坏氧化铁皮，使氧化铁皮发生不脱落。
（2）采用2.7%盐酸酒精溶液腐蚀试样4s后，用酒精冲洗、吹干。
（3）利用金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片，如图2所示，确保在视场中包含整个氧化铁皮厚度的形貌。
（4）利用photoshop软件对金相照片中各相氧化物的比例进行统计。先用套索工具选取全部氧化铁皮的区域，再在直方图工具中读取全部氧化铁皮区域的像素为93641。再用套索工具选取FeO区域，在直方图中读取FeO所占像素为42607。用套索工具选取Fe3O4区域，在直方图工具中读取Fe3O4所占像素为9083。再用套索工具选取Fe3O4+Fe共析产物区域，在直方图中读取Fe3O4+Fe共析产物所占像素为41951。其中FeO为45.5%，Fe3O4为9.7%,Fe3O4+Fe共析产物44.8%。
实施例3
一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例的表征方法，按以下步骤进行：
（1）对试样横断面进行热镶嵌。经过800#-1500#砂纸磨制后，采用2.5μm、1.0μm、0.5μm的金刚石研磨膏抛光，抛光时间20min。确保在磨抛过程中不破坏氧化铁皮，使氧化铁皮发生不脱落。
（2）采用2.7%盐酸酒精溶液腐蚀试样5s后，用酒精冲洗、吹干。
（3）利用金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片，如图3所示，确保在视场中包含整个氧化铁皮厚度的形貌。
（4）利用photoshop软件对金相照片中各相氧化物的比例进行统计。先用套索工具选取全部氧化铁皮的区域，再在直方图工具中读取全部氧化铁皮区域的像素为89792。再用套索工具选取FeO区域，在直方图中读取FeO所占像素为19934。用套索工具选取Fe3O4区域，在直方图工具中读取Fe3O4所占像素为52349。用套索工具选取Fe2O3区域，在直方图工具中读取Fe2O3所占像素为7003。再用套索工具选取Fe3O4+Fe共析产物区域，在直方图中读取Fe3O4+Fe共析产物所占像素为10506。其中FeO为22.2%，Fe3O4为58.3%,Fe2O3为7.8%和Fe3O4+Fe共析产物为11.7%。
实施例4
一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例的表征方法，按以下步骤进行：
（1）对试样横断面进行热镶嵌。经过800#-1500#砂纸磨制后，采用2.5μm、1.0μm、0.5μm的金刚石研磨膏抛光，抛光时间15min。确保在磨抛过程中不破坏氧化铁皮，使氧化铁皮发生不脱落。
（2）采用2.7%盐酸酒精溶液腐蚀试样5s后，用酒精冲洗、吹干。
（3）利用金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片，如图4所示，确保在视场中包含整个氧化铁皮厚度的形貌。
（4）利用photoshop软件对金相照片中各相氧化物的比例进行统计。先用套索工具选取全部氧化铁皮的区域，再在直方图工具中读取全部氧化铁皮区域的像素为78097。再用套索工具选取Fe3O4区域，在直方图中读取Fe3O4所占像素为54434。用套索工具选取Fe2O3区域，在直方图工具中读取Fe2O3所占像素为23363。其中Fe3O4为69.7%,Fe2O3为30.3%。
实施例5
一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例的表征方法，按以下步骤进行：
（1）对试样横断面进行热镶嵌。经过800#-1500#砂纸磨制后，采用2.5μm、1.0μm、0.5μm的金刚石研磨膏抛光，抛光时间25min。确保在磨抛过程中不破坏氧化铁皮，使氧化铁皮发生不脱落。
（2）采用2.7%盐酸酒精溶液腐蚀试样4s后，用酒精冲洗、吹干。
（3）利用金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片，如图5所示，确保在视场中包含整个氧化铁皮厚度的形貌。
（4）利用photoshop软件对金相照片中各相氧化物的比例进行统计。先用套索工具选取全部氧化铁皮的区域，再在直方图工具中读取全部氧化铁皮区域的像素为150926。用套索工具选取FeO区域，在直方图中读取FeO所占像素为101422。再用套索工具选取Fe3O4区域，在直方图中读取Fe3O4所占像素为46334。用套索工具选取Fe2O3区域，在直方图工具中读取Fe2O3所占像素为3170。其中FeO为67.2%，Fe3O4为30.7%,Fe2O3为2.1%。

Claims (1)

1.一种测定热轧碳钢氧化铁皮层中各相氧化物比例方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：
（1）对试样横断面进行热镶嵌，经过800#-1500#砂纸磨制后，采用2.5μm、1.0μm、0.5μm的金刚石研磨膏抛光，抛光时间≥10min；在磨抛过程中不破坏氧化铁皮，使氧化铁皮不脱落；
（2）采用2.7%盐酸酒精溶液腐蚀试样3-5s后，用酒精冲洗、吹干；
（3）利用金相显微镜照出氧化铁皮断面形貌的照片，在视场中包含整个氧化铁皮厚度的形貌；
（4）利用photoshop软件对金相照片中各相氧化物FeO、Fe3O4、Fe2O3和Fe3O4+Fe共析产物，的比例进行统计；先用套索工具选取全部氧化物的区域，然后通过直方图工具读取全部氧化物的像素，再用套索工具分别选取不同氧化物的区域，再用直方图工具直接读取选定区域的像素。
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