CN110823696A - 一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法，包括：将钢板现场探伤不合格部位按照标准进行取样，并加工成符合产品标准要求的Z向拉伸试样；按照金属材料拉伸试验的标准试验方法和特殊用途钢板厚度方向拉伸试验方法对试样进行拉伸试验；将拉伸断裂的试样按照金相和扫描电镜观察试样的方法加工成观察试样，然后进行清洗、制样；对试样进行金相和扫描电镜观察，找到试样断裂源，断裂源一般都在探伤不合格的位置，通过观察，分析探伤不合格原因，确定探伤不合格是哪种原因引起的。快速准确地查找不合格缺陷，确定缺陷类型，方便快捷、准确有效，不需要进行重复取样和试验观察。
Description
技术领域
本发明涉及钢板探伤技术领域，特别是涉及一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法。
背景技术
近年来，低合金高强度钢的应用非常广泛，随着经济建设的发展，用户对钢板的力学性能、内外在质量要求也越来越高，探伤合格率是衡量宽厚板产品质量的一项重要指标，探伤合格率的高低直接决定企业的经济效益、生产成本和合同兑现率。超声波探伤是现代钢铁企业检验钢铁材料内部质量最常用的手段，其原理是利用超声波在介质中传播时在不同质界面上具有反射的特性，进而反映在探伤仪的波形上，以此来判断钢材内部质量。但是，波形有时候不能准确地反映出具体的钢材缺陷，需要借助金相、扫描电镜、能谱仪等手段进行辅助观察，来进一步确定缺陷类型，通过这些研究手段对探伤不合格原因进行分析和探讨。在进行金相和扫描电镜等分析过程中，由于取样位置不准确导致找不到缺陷，造成试验误差，检验结果和探伤结果不匹配，需要重新探伤、重新取样等，再次进行检验，造成重复试验，浪费人力、物力。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法，包括
一、取样
将钢板现场探伤不合格部位按照GB/T 2975标准进行取样，并加工成符合产品标准要求的Z向拉伸试样；
二、拉伸试验
按照ASTM E8-E8M-2016a金属材料拉伸试验的标准试验方法和ASTM A770-03（R2018）特殊用途钢板厚度方向拉伸试验方法对Z向拉伸试样进行拉伸试验；
三、制样
将拉伸断裂的试样按照金相和扫描电镜观察试样的方法加工成观察试样，然后进行清洗、制样；
四、试验观察分析
对试样进行金相和扫描电镜观察，找到试样断裂源，断裂源一般都在探伤不合格的位置，通过观察，分析探伤不合格原因，确定探伤不合格是哪种原因引起的。
技术效果：本发明通过对探伤不合格的试样进行Z向拉伸，利用Z向拉伸一般都会在有缺陷的地方发生断裂这个特性，将探伤不合格部位及缺陷部位暴露出来，通过观察Z向拉伸制样的断裂口和组织可以直接确定缺陷类型，从而确定探伤不合格的原因。该方法简单方便、快速有效，能够避免重复试验，提高了试验效率，节约了成本。
本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法，通过超声波对钢板进行探伤，对探伤不合格部位进行标记、取样分析。
前所述的一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法，Z向拉伸试样的加工步骤包括锯、铣或线切割—摩擦焊—车或磨—检查，最后检查试样的尺寸、外观是否符合拉伸试验标准要求。
前所述的一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法，观察试样按照金相和扫描电镜试样观察要求进行制样，试样经切割、超声波清洗、研抛，必要时进行腐蚀后观察，观察分析过程遵循GB/T21638-2008钢铁材料缺陷电子束显微分析方法通则。
本发明的有益效果是：
（1）本发明提供的方法检测分析探伤不合格的原因，结果准确可靠，不需要重复取样、制样、检测，效率显著提高；
（2）本发明中利用Z向拉伸的方法快速准确地查找不合格缺陷，并通过金相和扫描电镜确定缺陷类型，方便快捷、准确有效，不需要进行重复取样和试验观察，可以准确确认引起探伤不合格的缺陷类型，并可与将结果快速反馈给生产现场进行工艺调整，提高了生产效率和产品质量。
附图说明
图1为本发明实施例的拉伸断口形貌图；
图2为本发明实施例的裂纹及周围组织图；
图3为本发明实施例的缺陷处夹杂物形貌图；
图4为本发明实施例的缺陷处能谱成分分析图。
具体实施方式
本实施例提供的一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法，以30mm的Q345板为例，包括
一、取样
钢板生产车间按照产品要求对成品钢板进行探伤后，对钢板现场探伤不合格部位进行标记、取样，并将试样按照金相和扫描电镜观察试样的方法加工成观察试样，进行研磨、抛光后没有发现任何缺陷，组织正常；
将钢板现场探伤不合格部位按照GB/T 2975标准进行取样，并加工成符合产品标准要求的Z向拉伸试样，具体加工试样的过程为：首先将试样表面的氧化铁皮和油污去除，线切割加工成符合标准要求的试样，因为板厚为30mm，按照标准要求采用两头焊接(摩擦焊)连接棒的试样，保证试样总长度为200mm，然后用平面磨床将试样表面打磨平整，最后检查试样尺寸和表面质量，保证试样符合Z向拉伸试验要求；
二、拉伸试验
按照ASTM E8-E8M-2016a金属材料拉伸试验的标准试验方法和ASTM A770-03（R2018）特殊用途钢板厚度方向拉伸试验方法对加工合格的Z向拉伸试样进行拉伸试验，保留试样进行断口观察和微观结构观察；
三、制样
将拉伸断裂的Z向拉伸试样按照金相和扫描电镜观察试样观察要求进行制样，试样经切割、超声波清洗、研抛等，必要时进行腐蚀后再观察；
四、试验观察分析
对拉伸断裂试样进行扫描电镜观察，观察分析过程遵循GB/T21638-2008《钢铁材料缺陷电子束显微分析方法通则》，拉伸断裂口如图1所示，断面收缩率较小，且断口上有一脆性断裂源区，宏观观察时有光泽，微观形貌为准解理断裂。断裂源在探伤不合格的位置，为脆性断裂，在脆性断裂区内有大量片状的MnS夹杂物。
将断裂后试样进行研磨抛光并用4%硝酸酒精腐蚀后进行观察，低倍观察显示，在试样的厚度中心有一肉眼可见的裂纹，放大后发现裂纹呈断断续续的锯齿状，局部形貌如图2所示，裂纹周围的组织异常，为贝氏体+马氏体组织，存在明显的偏析情况，基体组织为铁素体+珠光体。对裂纹附近的夹杂物进行能谱成分分析，其夹杂物的主要成分为MnS，如图3及图4所示。
因此，探伤不合的原因主要是：
（1）C、Mn等元素的偏析引起钢板厚度中心区域形成贝氏体和马氏体等硬相组织，导致应力差异，造成微裂纹的产生；
（2）钢中存在大量MnS夹杂，由于MnS夹杂引起氢聚集，这种氢分子在钢中无法扩散，逐步聚集形成氢压，在拉伸应力的诱发下，使钢中氢有足够时间扩散、聚集并形成缺陷源，其断口上会出现氢致缺陷导致的脆性断裂区。
针对上述现象，可进行如下调整：
（1）控制钢中夹杂物含量，在保证生产节奏的前提下，钢水应尽量进行VD处理，精炼处理后，保证软吹效果，以进一步提高钢水纯净度，降低杂质元素的偏聚；
（2）在连铸过程中严格控制钢水成分、浇注钢水的过热度、中间包液面，尽可能稳定拉速以及合理配置二冷水，以改善铸坯内部质量，减轻铸坯的偏析程度；
（3）铸坯加热阶段在控制范围内适当延长加热时间，以促进铸坯偏析元素的扩散，减轻偏析。
应用本发明提供的方法检测分析宽厚板探伤不合格原因，快速找到探伤不合格缺陷，结果准确可靠，不需要重复取样、制样、检测，效率高。现场进行工艺调整后，取得良好效果，探伤合格率大幅提高，提高了生产效率和产品质量。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法，其特征在于：包括
一、取样
将钢板现场探伤不合格部位按照GB/T 2975标准进行取样，并加工成符合标准要求的Z向拉伸试样；
二、拉伸试验
按照ASTM E8-E8M-2016a金属材料拉伸试验的标准试验方法和ASTM A770-03（R2018）特殊用途钢板厚度方向拉伸试验方法对Z向拉伸试样进行拉伸试验；
三、制样
将拉伸断裂的试样按照金相和扫描电镜观察试样的方法加工成观察试样，然后进行清洗、制样；
四、试验观察分析
对试样进行金相和扫描电镜观察，找到试样断裂源，断裂源一般都在探伤不合格的位置，通过观察，分析探伤不合格原因，确定探伤不合格是哪种原因引起的。
2.根据权利要求1所述的一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法，其特征在于：通过超声波对钢板进行探伤，对探伤不合格部位进行标记、取样分析。
3.根据权利要求1所述的一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法，其特征在于：Z向拉伸试样的加工步骤包括锯、铣或线切割—摩擦焊—车或磨—检查，最后检查试样的尺寸、外观是否符合拉伸试验标准要求。
4.根据权利要求1所述的一种快速准确查找宽厚板探伤缺陷的方法，其特征在于：观察试样按照金相和扫描电镜试样观察要求进行制样，试样经切割、超声波清洗、研抛，必要时进行腐蚀后观察，观察分析过程遵循GB/T21638-2008钢铁材料缺陷电子束显微分析方法通则。
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