CN111366526A - 一种20MnSiV钢枝晶组织的腐蚀剂及显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种20MnSiV钢枝晶组织的腐蚀剂及其显示方法，属于钢枝晶组织分析技术领域，其化学成分按质量百分比包括：硝酸38‑42％，酒精4‑6％，苦味酸3‑5％，其余为蒸馏水；并使用该腐蚀剂进行20MnSiV钢枝晶组织的显示方法，包括以下步骤：(1)试样制备：在飞剪处选取飞剪试样，冷切割为金相试样，磨制、抛光，备用；(2)腐蚀剂制备：按照各化学成分的质量百分比，进行搅拌混合，备用；(3)枝晶腐蚀；把飞剪试样放在腐蚀剂中，水浴加热、保温、取出、吹干；(4)低倍观察。本发明的方法进行枝晶组织腐蚀，能够很好的避免钢坯在热切割状态下对组织的影响，同时改进腐蚀剂，使其在低倍状态下即能观测到枝晶组织的基本形貌及分布，且操作简便，用时更少。
Description
技术领域
本发明涉及钢枝晶组织分析技术领域，具体是指一种20MnSiV钢枝晶组织的腐蚀剂及显示方法。
背景技术
20MnSiV产品主要采用高拉速连铸的方式进行生产，不论连铸大方坯还是小方坯，连铸过程中由于钢液存在热过冷与成分过冷，必然会形成从表面至心部的表面细晶区、柱状树枝晶区与中心等轴晶区。在柱状树枝晶的间隙为溶质浓度较高的合金，其凝固后会生成枝晶偏析，连铸工艺不合理时还会出现较为严重的中心偏析。
一般热轧前的加热温度不足以消除偏析，使成分完全均匀化。热轧过程中发生的回复与再结晶过程并不能明显减轻偏析，而偏析带会随着热轧变形的进行在形貌上发生变化，最终遗留到热轧产品中。因此，为了进行分析铸坯的组织缺陷和冷却条件，从而找到改善连铸坯质量的途径和措施，需要确定钢坯枝晶组织分布情况。
目前，获得钢坯枝晶组织分布情况的方法，主要是通过直接对连铸方坯枝晶组织进行显现的方法。然而，该方法需要在钢坯刚下线状态对钢坯进行切割，火焰切割对钢坯组织会造成较大的影响，操作起来较为麻烦。而且，现在的腐蚀方法主要是通过使用2％～5％苦味酸+0.5％～0.1％氯化亚铜进行70～90℃高温腐蚀，钢坯表面光洁度要求高，成功率低，操作起来相当繁琐和耗时。
发明内容
针对背景技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种20MnSiV钢枝晶组织的腐蚀剂，该腐蚀剂的成分搭配合理，使用该腐蚀剂进行枝晶组织腐蚀，可以在低倍状态下即能清晰观测到枝晶组织的基本形貌及分布，降低观测难度，且腐蚀剂的制备操作简便。
同时改进本发明的目的之二是提供一种20MnSiV钢枝晶组织的显示方法，使用该方法进行枝晶组织腐蚀，不需要在钢坯刚下线状态时，对钢坯进行切割，从而避免火焰切割对钢坯组织造成较大的影响，同时在低倍状态下即能清晰观测到枝晶组织的基本形貌及分布，操作起来更加便捷。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种20MnSiV钢枝晶组织的腐蚀剂，其化学成分按质量百分比包括：硝酸38-42％，酒精4-6％，苦味酸3-5％，其余为蒸馏水。
进一步所采取的措施是：化学成分按质量百分比包括：硝酸40％，酒精5％，苦味酸5％，以及50％的蒸馏水。
一种20MnSiV钢枝晶组织的显示方法，包括以下步骤：
(1)试样制备：在飞剪处随机选取飞剪试样，通过冷切割机把飞剪样切割为金相试样，且不需要进行车削，通过水磨砂纸进行磨制，再进一步进行精磨和抛光，试样制备完成，备用；
(2)腐蚀剂制备：按照各化学成分的质量百分比，把硝酸、酒精、苦味酸和蒸馏水加入干净的容器中，进行充分的搅拌，直至混合均匀，制备完成腐蚀剂，备用；
(3)枝晶腐蚀；把经过步骤(1)制备完成的飞剪试样放置在水浴锅中，腐蚀面朝上，加入经过步骤(2)制备完成的腐蚀剂，且没过飞剪试样的腐蚀面，然后水浴加热至76-83℃，并保温5-7分钟，从水浴锅中取出腐蚀后的飞剪试样，用蒸馏水冲洗干净，吹干表面的水分，完成飞剪试样的枝晶腐蚀；
(4)低倍观察：把经过步骤(3)腐蚀完成的飞剪试样，放到光照良好的平台上，直接用肉眼观察飞剪试样的枝晶组织形貌，进行记录，并利用组织的遗传性分析钢水凝固时的组织状态及加热过程的影响。
进一步所采取的措施是：所述步骤(1)在无扭轧机二棒3#飞剪处进行随机选取飞剪试样。
进一步所采取的措施是：所述步骤(1)通过冷切割机把飞剪样切割成3-5cm高的金相试样。
进一步所采取的措施是：所述步骤(1)选用150um水磨砂纸进行磨制。
进一步所采取的措施是：所述步骤(3)中，水浴加热至80℃，并保温6分钟。
通过上述技术方案，本发明与现有技术相比，所具有的有益效果如下：
(1)本发明通过通过冷切割和水磨砂纸抛光对飞剪样进行钢枝晶腐蚀，避免在钢坯刚下线状态对钢坯进行火焰切割，使得钢坯组织产生较大的影响，还会让钢枝晶显示方法的操作变得繁琐且不易于控制，达到了操作简便、易于控制、成功率高的效果，并消除火焰切割温度对组织的影响。
(2)本发明通过将现有的飞剪样直接制成金相样，不需要车削，水磨抛光后直接腐蚀，节省了不少繁琐复杂的程序，节约了大量的时间，使得钢枝晶组织显示方法操作起来更简便，速度更快，成本更低。
(3)本发明腐蚀剂成分搭配合理，且制备简便，使用该腐蚀剂进行枝晶组织腐蚀，可以在低倍状态下即能清晰观测到枝晶组织的基本形貌及分布，降低观测难度，有效降低观测成本，节约时间，更加环保。
附图说明
图1为：普通钢坯枝晶组织的低倍显示图；
图2为：经本发明处理的飞剪试样枝晶组织的低倍显示图；
具体实施方式
为了更清楚的了解本发明所采用的技术方案，下面对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：一种20MnSiV钢枝晶组织的腐蚀剂，其化学成分按质量百分比包括：硝酸40％，酒精5％，苦味酸5％，以及50％的蒸馏水。
并用于20MnSiV钢枝晶组织的显示方法，包括以下步骤：
(1)试样制备：在无扭轧机二棒3#飞剪处进行随机选取飞剪试样，通过冷切割机把飞剪样切割为4cm高的金相试样，且不需要进行车削，通过150um水磨砂纸进行磨制，再进一步进行精磨和抛光，试样制备完成，备用；
(2)腐蚀剂制备：按照各化学成分的质量百分比，把硝酸、酒精、苦味酸和蒸馏水加入干净的容器中，进行充分的搅拌，直至混合均匀，制备完成腐蚀剂，备用；
(3)枝晶腐蚀；把经过步骤(1)制备完成的飞剪试样放置在水浴锅中，腐蚀面朝上，加入经过步骤(2)制备完成的腐蚀剂，且没过飞剪试样的腐蚀面，然后水浴加热至80℃，并保温6分钟，从水浴锅中取出腐蚀后的飞剪试样，用蒸馏水冲洗干净，吹干表面的水分，完成飞剪试样的枝晶腐蚀；
(4)低倍观察：把经过步骤(3)腐蚀完成的飞剪试样，放到光照良好的平台上，直接用肉眼观察飞剪试样的枝晶组织形貌，进行记录反馈。
实施例2：一种20MnSiV钢枝晶组织的腐蚀剂，其化学成分按质量百分比包括：硝酸38％，酒精6％，苦味酸4％，以及52％的蒸馏水。
并用于20MnSiV钢枝晶组织的显示方法，包括以下步骤：
(1)试样制备：在无扭轧机二棒3#飞剪处进行随机选取飞剪试样，通过冷切割机把飞剪样切割为3cm高的金相试样，且不需要进行车削，通过150um水磨砂纸进行磨制，再进一步进行精磨和抛光，试样制备完成，备用；
(2)腐蚀剂制备：按照各化学成分的质量百分比，把硝酸、酒精、苦味酸和蒸馏水加入干净的容器中，进行充分的搅拌，直至混合均匀，制备完成腐蚀剂，备用；
(3)枝晶腐蚀；把经过步骤(1)制备完成的飞剪试样放置在水浴锅中，腐蚀面朝上，加入经过步骤(2)制备完成的腐蚀剂，且没过飞剪试样的腐蚀面，然后水浴加热至76℃，并保温7分钟，从水浴锅中取出腐蚀后的飞剪试样，用蒸馏水冲洗干净，吹干表面的水分，完成飞剪试样的枝晶腐蚀；
(4)低倍观察：把经过步骤(3)腐蚀完成的飞剪试样，放到光照良好的平台上，直接用肉眼观察飞剪试样的枝晶组织形貌，进行记录反馈。
实施例3：一种20MnSiV钢枝晶组织的腐蚀剂，其化学成分按质量百分比包括：硝酸42％，酒精6％，苦味酸3％，以及49％的蒸馏水。
并用于20MnSiV钢枝晶组织的显示方法，包括以下步骤：
(1)试样制备：在无扭轧机二棒3#飞剪处进行随机选取飞剪试样，通过冷切割机把飞剪样切割为5cm高的金相试样，且不需要进行车削，通过150um水磨砂纸进行磨制，再进一步进行精磨和抛光，试样制备完成，备用；
(2)腐蚀剂制备：按照各化学成分的质量百分比，把硝酸、酒精、苦味酸和蒸馏水加入干净的容器中，进行充分的搅拌，直至混合均匀，制备完成腐蚀剂，备用；
(3)枝晶腐蚀；把经过步骤(1)制备完成的飞剪试样放置在水浴锅中，腐蚀面朝上，加入经过步骤(2)制备完成的腐蚀剂，且没过飞剪试样的腐蚀面，然后水浴加热至83℃，并保温5分钟，从水浴锅中取出腐蚀后的飞剪试样，用蒸馏水冲洗干净，吹干表面的水分，完成飞剪试样的枝晶腐蚀；
(4)低倍观察：把经过步骤(3)腐蚀完成的飞剪试样，放到光照良好的平台上，直接用肉眼观察飞剪试样的枝晶组织形貌，进行记录反馈。
本发明根据偏析带在热轧前后都可以通过特定腐蚀剂进行染色的原理，显示其在凝固态与热轧态中的形貌，从而利用飞剪样来确定钢坯枝晶组织的分布情况。
如图2所示，本发明处理后的枝晶组织纹路清晰，能够清楚的显示出来钢枝晶组织的分布情况。使用该方法进行枝晶组织腐蚀，能够很好的避免钢坯在热切割状态下对组织的影响，同时改进腐蚀剂，使其在低倍状态下即能观测到枝晶组织的基本形貌及分布，操作简便，时效更高。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种20MnSiV钢枝晶组织的腐蚀剂，其特征在于：化学成分按质量百分比包括：硝酸38-42％，酒精4-6％，苦味酸3-5％，其余为蒸馏水。
2.根据权利要求1所述的一种20MnSiV钢枝晶组织的腐蚀剂，其特征在于：化学成分按质量百分比包括：硝酸40％，酒精5％，苦味酸5％，以及50％的蒸馏水。
3.一种利用权利要求1或者2所述腐蚀剂进行的20MnSiV钢枝晶组织的显示方法，其特征在于,包括以下步骤：
(1)试样制备：在飞剪处随机选取飞剪试样，通过冷切割机把飞剪样切割为金相试样，且不需要进行车削，通过水磨砂纸进行磨制，再进一步进行精磨和抛光，试样制备完成，备用；
(2)腐蚀剂制备：按照各化学成分的质量百分比，把硝酸、酒精、苦味酸和蒸馏水加入干净的容器中，进行充分的搅拌，直至混合均匀，制备完成腐蚀剂，备用；
(3)枝晶腐蚀；把经过步骤(1)制备完成的飞剪试样放置在水浴锅中，腐蚀面朝上，加入经过步骤(2)制备完成的腐蚀剂，且没过飞剪试样的腐蚀面，然后水浴加热至76-83℃，并保温5-7分钟，从水浴锅中取出腐蚀后的飞剪试样，用蒸馏水冲洗干净，吹干表面的水分，完成飞剪试样的枝晶腐蚀；
(4)低倍观察：把经过步骤(3)腐蚀完成的飞剪试样，放到光照良好的平台上，直接用肉眼观察飞剪试样的枝晶组织形貌，进行记录，并利用组织的遗传性分析钢水凝固时的组织状态及加热过程的影响。
4.根据权利要求3所述的一种20MnSiV钢枝晶组织的显示方法，其特征在于：所述步骤(1)在无扭轧机二棒3#飞剪处进行随机选取飞剪试样。
5.根据权利要求3所述的一种20MnSiV钢枝晶组织的显示方法，其特征在于：所述步骤(1)通过冷切割机把飞剪样切割成3-5cm高的金相试样。
6.根据权利要求3所述的一种20MnSiV钢枝晶组织的显示方法，其特征在于：所述步骤(1)选用150um水磨砂纸进行磨制。
7.根据权利要求3所述的一种20MnSiV钢枝晶组织的显示方法，其特征在于：所述步骤(3)中，水浴加热至80℃，并保温6分钟。
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