CN111537691A - 一种方坯中心宏观偏析分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方坯中心宏观偏析分析方法，属于冶金分析技术领域。该方法包括：在方坯连铸坯上以与中心纵截面呈夹角的垂直面进行取样、试样加工、低倍检验、钻削化学分析，本发明创造性地将与中心纵截面呈一定夹角的垂直切样方法应用到方坯连铸坯中心宏观偏析分析过程的制样方法中，能够减小因切样位置因素导致铸坯中心偏析分析结果的偏差，提高了铸坯中心偏析情况分析的准确率，为铸坯质量的监测或工艺的改进提供准确的参考信息。

Description

一种方坯中心宏观偏析分析方法

技术领域

本发明属于连铸坯检测分析技术领域，特别是涉及一种用于方坯中心宏观偏析的分析评价方法。

背景技术

连铸过程中,铸坯偏析造成的成分分布不均匀会对产品的性能产生不利影响。由于钢液选分结晶和枝晶凝固特性，铸坯在最后凝固的中心线区域会因溶质积聚和钢液流动补缩困难不可避免地产生中心偏析缺陷。到目前为止,还没有方法可以完全消除偏析。生产中,连铸坯的偏析程度是考察铸坯质量的一个重要指标，铸坯偏析分布的分析对连铸的工艺控制以及提高连铸坯检测效率有很好的指导价值。

连铸坯中心偏析传统的分析方法过程中，常用的取样、制样方法是从垂直于拉坯方向截取铸坯横向试样或者沿拉坯方向切割铸坯纵向试样进行加工、分析。综合分析实际生产过程中横向、纵向试样的偏析特点，可发现中心偏析带主要集中在连铸坯中心部位，但是并不是连续、通长存在的。横向试样中心偏析带呈点状连续分布，纵向试样中心局部存在线状中心偏析带，但线状偏析带不是通长存在于纵向试样的。另外，根据大量生产(试验)数据显示，铸坯最后凝固的位置或多或少都会偏离铸坯的几何中心。因此，传统的横向、纵向切样方法往往会偏离偏析点或者线，亦或只能局限于反映二维平面内的偏析程度，若不考虑中心宏观偏析的分布状态、取样位置、取样截面(分析平面)走向的影响，势必影响检测、分析结果的可靠性和指导性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种方坯中心宏观偏析分析方法，该方法相比现有沿中心纵截面取样的方法更客观地反映出铸坯内部宏观偏析位置分布和偏析程度，从而部分解决纵切样方法取样过程中截面位置与中心偏析位置存在偏差的问题，对连铸生产工艺的控制以及提高连铸坯检测的效率具有积极效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种方坯中心宏观偏析分析方法，包括以下步骤：

(1)铸坯取样：从方坯连铸坯上切取试样，切取时，切割面与试样中心纵截面呈夹角贯穿铸坯表面，试样的长度＞100mm，试样切取区域与铸坯切割区域保持至少10mm的距离；避免因切割区域受热或变形降低样品的代表性；

(2)试样加工：对切取的样品进行磨光，使试样检测面粗糙度Ra≤0.8μm，且检测面上不存在磨痕和油污；

(3)偏析分析：对加工后的试样进行宏观偏析分析，并得出分析结果。

优选的，铸坯取样时，切割面与试样中心纵面夹角的角度在5-10°。切割面与试样中心纵面夹角的角度的选择考虑以下因素：当切割面与试样中心纵面的夹角的角度＜5°时，切割面过于贴近中心纵截面，不能很好解决纵切样方法取样过程中截面位置与中心偏析位置存在偏差的问题；当切割面与中心纵面的夹角的角度＞10°时，取样的代表性不强，无法较好地避免线状偏析带不是通长存在的问题，无法充分体现出与试样中心纵截面呈夹角垂直取样的方法在三维空间代表性强的优势。

优选的，所述宏观偏析分析的方法包括低倍酸洗分析法、钻削取样化学分析法以及原位分析法。上述的定性、定量分析方法各有优缺点，低倍酸洗法检测成本低，时效性高，钻削化学分析法分析位置调整方便，化学分析数据准确性高，原位分析法可连续准确数值化、图像化分析铸坯宏观偏析，实际生产中，根据需求选择最佳的分析方法。

有益效果

本发明的优点在于：创造性地将与试样中心纵截面呈一定角度的垂直切样方法应用到方坯连铸坯中心宏观偏析分析过程的制样方法中，取样的空间维度从二维变为三维，提高了样品的代表性，除了反映铸坯拉坯方向和铸坯厚度上的偏析情况，也能够反映铸坯一定宽度上的偏析情况，减小了因切样位置因素导致的铸坯中心偏析分析结果的偏差，为铸坯质量的监测和工艺的改进提供准确的参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为连铸坯上截取坯料段示意图。

图2为坯料段上拉坯方向取样示意图。

图3为垂直切割取样俯视图。

图4为垂直切割取样左视图。

图5为坯料取样实物热酸洗低倍图。

图6为检测面中心宏观偏析指标变化趋势图。

图7为坯料段上拉坯方向取样示意图。

图8为垂直切割取样俯视图。

图9为垂直切割取样左视图。

图10为检测面中心宏观偏析指标变化趋势图。

其中1—中心纵截面；

2—偏析带；

3—切割面；

4—切割面与中心纵截面交割线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

1.连铸坯取样：

在生产的待分析的方坯连铸坯上截取长度350mm的连铸坯料段(如图1所示)，在连铸坯料段上切取低倍试样，试样切取区域与铸坯切割区域保持20mm的距离，避开火焰切割的热影响区。

取样沿拉坯方向取样。针对拉坯方向取样，本发明采取与铸坯中心纵截面呈夹角角度8°的垂直面进行切割取样，样品长度200mm长，如图2、图3、图4所示。

2.样品加工及保存：

低倍组织酸洗前，对切割面(检测面)铣磨，使试样检测面粗糙度Ra≤0.8μm，且检测面上不应有磨痕和油污；低倍样品酸洗后，应对铸坯质量(如疏松缩孔、裂纹、中心偏析)进行评级，并对低倍形貌进行拍照留存，照片质量清晰。

3.偏析分析统计：

偏析样品不再单独取样，直接在酸洗后的低倍样品上钻削分析，并在坯料的偏析斑位置钻屑。因铸坯表面经过酸洗，碳偏析钻屑时应从铸坯检测面皮下3mm开始收集，钻屑有效深度5mm；若酸洗后的低倍组织看不到明显偏析斑，可在铸坯或中间坯的几何中心钻屑分析；若试样中心存在较严重的疏松缩孔，影响偏析钻屑时，应在原铸坯料段上重新切取低倍样。评价铸坯或中间坯的中心碳偏析值时，统一取中间包成分作为评价基准。分析获得的样品偏析结果如图6所示，偏析指数在0.912-1.249之间，具有代表性地反映了铸坯一定宽度和长度上的偏析情况，达到本发明技术方案预期的效果。

对比实施例

1.连铸坯取样：

在生产的待分析的方坯连铸坯上截取长度350mm的连铸坯料段(如图1示)，在连铸坯料段上切取低倍试样，试样切取区域与铸坯切割区域保持20mm的距离，避开火焰切割的热影响区。

取样沿拉坯方向取样。针对拉坯方向取样，采取与铸坯中心纵截面呈夹角角度0°的垂直面进行切割取样，即采用常规的过中心线纵截面垂直取样样品长度200mm长，如图7、图8、图9所示。

2.样品加工及保存：

低倍组织酸洗前，对切割面(检测面)铣磨，使试样检测面粗糙度Ra≤0.8μm，且检测面上不应有磨痕和油污；低倍样品酸洗后，应对铸坯质量(如疏松缩孔、裂纹、中心偏析)进行评级，并对低倍形貌进行拍照留存，照片质量清晰。

3.偏析分析统计：

偏析样品不再单独取样，直接在酸洗后的低倍样品上钻削分析，并在坯料的偏析斑位置钻屑。因铸坯表面经过酸洗，碳偏析钻屑时应从铸坯检测面皮下3mm开始收集，钻屑有效深度5mm；若酸洗后的低倍组织看不到明显偏析斑，可在铸坯或中间坯的几何中心钻屑分析；若试样中心存在较严重的疏松缩孔，影响偏析钻屑时，应在原铸坯料段上重新切取低倍样。评价铸坯或中间坯的中心碳偏析值时，统一取中间包成分作为评价基准。分析获得的样品偏析结果如图10所示，偏析指数在0.937-1.179之间，只代表性地反映了铸坯一定长度上的偏析情况。

结合实施例与对比实施例可知，本发明所述的技术方案相比常规宏观偏析分析方法，具有更好的取样代表性，本发明所述技术方案达到预期效果。

Claims (3)

1.一种方坯中心宏观偏析分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

铸坯取样：从方坯连铸坯上切取试样，切取时，切割面与试样中心纵截面呈夹角，并贯穿铸坯表面，试样的长度＞100mm，试样切取区域与铸坯切割区域保持至少10mm的距离；

试样加工：对切取的样品进行磨光，使试样检测面粗糙度Ra≤0.8μm，且检测面上不存在磨痕和油污；

偏析分析：对加工后的试样进行宏观偏析分析，并得出分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种方坯中心宏观偏析分析方法，其特征在于：铸坯取样时，切割面与试样中心纵截面夹角的角度为5-10°。

3.根据权利要求1所述的一种方坯中心宏观偏析分析方法，其特征在于：所述宏观偏析分析的方法包括低倍酸洗分析法、钻削取样化学分析法以及原位分析法。

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