CN107132244B - 一种钢中夹杂物定量评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢中夹杂物定量评价方法，包括：1)制备金相样；2)进行SEM/EDS分析，得到夹杂物类型、化学成分、尺寸、分布及密度信息；3)通过叠加各个夹杂物的面积A₁、A₂、A₃……An，得到检测区域夹杂物所占的总面积A_I，检测区域面积为Ascan，计算出夹杂物粒间距

并将λ_I作为钢中夹杂物定量评价指标；4)将λ_I应用到洁净度评价及析出物评价体系中，为工艺改进后的效果评价提供参考依据。本发明将钢中夹杂物与工艺过程及钢材性能之间建立起线性关系，为改进钢材洁净度提供了一个新的评价指标及参数，并为多角度分析夹杂物相关影响因素提供了新的数据及参数；该方法简单实用，操作方便，适用于各种类型、各种分布的钢中夹杂物研究。

Description

一种钢中夹杂物定量评价方法

技术领域

本发明涉及钢材质量评价技术领域，尤其涉及一种钢中夹杂物定量评价方法。

背景技术

钢铁生产企业一直都很重视钢材洁净度的提高，这是因为随着科技的发展，客户对于性能更好、更纯净的钢材的需要量不断加大。钢中夹杂物对于钢材质量影响很大，例如对于线材来说，由于夹杂物的影响会引起断裂；对于轴承钢，其服务年限与氧化夹杂有着直接关系。

随着钢包精炼和中间包冶金技术的发展，对钢中夹杂物的控制已经得到大幅度提高，但是由于缺少一种直接的夹杂物评价指标，使得建立起特定夹杂物对于钢材性能的影响、夹杂物的来源及去除方法及效果评价等方面的研究依旧十分困难。一些炼钢科技工作者已经探索出了对于夹杂物定量分析的方法，然而，这些方法都是建立在利用金相显微镜观察得到结果的基础上，其主观性很强并且也不是十分适于应用到实际生产中。

目前，已经出现了可以进行定量金相扫描的设备，通过扫描和能谱分析可以获得大量有关夹杂物的信息，这些信息的获得对于科技工作者进行夹杂物研究提供了一种可靠的技术手段。

发明内容

本发明提供了一种钢中夹杂物定量评价方法，将钢中夹杂物与工艺过程及钢材性能之间建立起线性关系，为改进钢材洁净度提供了一个新的评价指标及参数，并为多角度分析夹杂物相关影响因素提供了新的数据及参数；该方法简单实用，操作方便，适用于各种类型、各种分布的钢中夹杂物研究。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种钢中夹杂物定量评价方法，包括如下步骤：

1)制备金相样，并对金相样进行打磨抛光，使其符合常规金相显微镜检测对金相样的要求；

2)进行SEM/EDS分析，得到夹杂物类型、化学成分、尺寸、分布及密度信息；根据实际需要，对夹杂物分析检验结果进行整理；

3)通过叠加各个夹杂物的面积A₁、A₂、A₃……An，得到检测区域夹杂物所占的总面积A_I，检测区域面积为Ascan，将其代入下式得出夹杂物粒间距λ_I：

将λ_I作为钢中夹杂物定量评价指标；

4)将夹杂物评价指标λ_I应用到洁净度评价及析出物评价体系中，为工艺改进后的效果评价提供参考依据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)将钢中夹杂物与工艺过程及钢材性能之间建立起线性关系，为改进钢材洁净度提供了一个新的评价指标及参数；

2)方法简单实用，操作方便，适用于各种类型、各种分布的钢中夹杂物研究；

3)为多角度分析夹杂物相关影响因素提供了新的数据及参数。

附图说明

图1是本发明所述钢中夹杂物分类方法示意图一。

图2是本发明所述钢中夹杂物分类方法示意图二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

本发明一种钢中夹杂物定量评价方法，包括如下步骤：

1)制备金相样，并对金相样进行打磨抛光，使其符合常规金相显微镜检测对金相样的要求；

2)进行SEM/EDS分析，得到夹杂物类型、化学成分、尺寸、分布及密度信息；根据实际需要，对夹杂物分析检验结果进行整理；

3)通过叠加各个夹杂物的面积A₁、A₂、A₃……An，得到检测区域夹杂物所占的总面积A_I，检测区域面积为Ascan，将其代入下式得出夹杂物粒间距λ_I：

将λ_I作为钢中夹杂物定量评价指标；

4)将夹杂物评价指标λ_I应用到洁净度评价及析出物评价体系中，为工艺改进后的效果评价提供参考依据。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例】

某钢厂进行不同精炼工艺对ST16钢材洁净度影响的研究，一共分为3种精炼方式，第一种采用常规的精炼方式(用A代表)，第二种采用增加额外的精炼时间的精炼方式(用B代表)，第三种采用真空处理的精炼方式(用C代表)，将上述3种方式所得到的钢材分别按照本发明所述方法进行洁净度评价，具体步骤如下：

沿着钢材的轧向取金相样，试样截面尺寸为20×20mm,对制备的金相样进行打磨抛光；利用定量金相设备进行SEM/EDS分析。设置好扫描检验的面积、化学成分等参数，通过设备自带的软件得到有关夹杂物类型、化学成分、尺寸、分布及密度等相关信息。

按照图1和图2所示的夹杂物分类方法分别对3种方式所得的钢材中的夹杂物进行分类。首先按照化学成分将非金属夹杂物分成氮化物(包括碳氮化物)、硫化物、氧化物；然后将氧化物夹杂按照来源区分成外来性夹杂、内生夹杂，通常外来夹杂物尺寸较大，而内生夹杂物尺寸较小，通过假定夹杂物截面为圆形，根据经验把夹杂物尺寸＞132μm²的列为外来夹杂，夹杂物尺寸＜132μm²的列为内生夹杂；继续根据夹杂物的成分进行细致的划分，内生夹杂物如硫化物分成MnS、复合硫化物或圆形硫化物，氧化物夹杂分成二氧化硅、复合氧化物、氧化钙或氧化铝。

通过叠加各个夹杂物的面积(A₁、A₂、A₃……A_n)，得到检测区域夹杂物所占的总面积A_I，检测区域面积为A_scan，将其代入下面的公式得出夹杂物粒间距λ_I：

最终得到如下结果：

表1不同精炼工艺夹杂物评价结果

通过表1中的结果可以看出，钢中夹杂物总粒间距受精炼处理工艺影响明显，按照这个指标，相应的各种精炼工艺处理下ST16钢材的洁净度排序为C＞B＞A，说明第三种精炼处理工艺更有利于提高ST16钢材的洁净度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种钢中夹杂物定量评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制备金相样，并对金相样进行打磨抛光，使其符合常规金相显微镜检测对金相样的要求；

2)进行SEM/EDS分析，得到夹杂物类型、化学成分、尺寸、分布及密度信息；根据实际需要，对夹杂物分析检验结果进行整理；

首先按照化学成分将非金属夹杂物分成氮化物、硫化物、氧化物；然后将氧化物夹杂按照来源区分成外来性夹杂、内生夹杂，假定夹杂物截面为圆形，夹杂物尺寸＞132μm²的为外来夹杂，夹杂物尺寸＜132μm²的为内生夹杂；根据夹杂物的成分进行细致的划分，内生夹杂物中的硫化物分成MnS、复合硫化物或圆形硫化物，氧化物夹杂分成二氧化硅、复合氧化物、氧化钙或氧化铝；

3)通过叠加各个夹杂物的面积A₁、A₂、A₃……An，得到检测区域夹杂物所占的总面积A_I，检测区域面积为Ascan，将其代入下式得出夹杂物粒间距λ_I：

将λ_I作为钢中夹杂物定量评价指标；

4)将夹杂物评价指标λ_I应用到洁净度评价及析出物评价体系中，为工艺改进后的效果评价提供参考依据。

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