CN116699097A - 一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铸坯测试分析技术领域，具体为一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，采用酸洗溶液对铸坯进行酸洗，酸洗溶液性能稳定、安全性高、原材料易获取，结合规范的酸洗操作规程和酸洗加热制度，严格控制加热时间和温度，可以实现汽车用高强钢凝固组织特征的无损还原，凝固组织轮廓清晰，便于铸坯微观特征的检测，弥补了汽车用高强钢铸坯凝固组织无损检测领域的空白。
Description
技术领域
本发明涉及铸坯测试分析技术领域，具体为一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法。
背景技术
汽车用高强钢具有表面质量及冲压性能好、薄规格且强度高的优点，在汽车工业具有较好的应用市场。汽车用高强钢包含复相钢HR800CP、汽车空心稳定杆用钢22MnB5等产品型号，围绕这些重点产品的开发和生产，目前尚存在一些质量问题，如HR800CP钢在拉伸和落料冲孔时易出现分层现象，22MnB5钢板卷易出现带状缺陷，这些问题都与铸坯的凝固组织特征及遗传密切相关。因此，无论从产品质量提升还是企业成本控制的角度出发，都有必要对汽车用高强钢的凝固组织进行研究，进一步提升和稳定汽车用钢产品的性能，为产品质量保障提供支持。目前，汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法还未见相关研究和报道，本发明或可弥补这一技术空白。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，包括如下步骤：
S1.铸坯酸洗
将汽车用高强钢铸坯浸泡在装有酸洗溶液的容器中进行酸洗；所述酸洗溶液的组成为：每100mL去离子水中，配制45~55mL浓度为35wt%的盐酸，4~6g氧化铜，4~6g氯化铁，1.5~3g氯化镁。
S2.铸坯清洗
将铸坯从酸洗溶液取出后，清洗并干燥铸坯表面；
S3.凝固组织记录
对凝固组织特征进行记录，实现汽车用高强钢凝固组织的无损检测。
作为本发明所述的一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法的优选方案，其中：所述步骤S1之前，还包括，
S0.铸坯取样预处理
对铸坯进行取样，对铸坯表面进行清洗、打磨、抛光，将铸坯表面制成光滑平面。
作为本发明所述的一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，酸洗时间为25~35min。
作为本发明所述的一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，酸洗过程的加热制度，具体为：
将汽车用高强钢铸坯浸泡在装有35~45℃酸洗溶液的容器中，保温4~6min，再升温至55~65℃，保温1.5~3min，再升温至75~85℃，保温1.5~3min，再升温至95~100℃，保温18~23min，停止加热，让铸坯自然冷却至室温，完成酸洗。
作为本发明所述的一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，酸洗过程中，将铸坯需酸洗的表面朝下放置。
作为本发明所述的一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法的优选方案，其中：所述步骤S2中，依次用清水和酒精清洗铸坯表面，清除表面残留的酸洗溶液和痕迹，并使用干燥设备快速干燥铸坯表面。
作为本发明所述的一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法的优选方案，其中：所述步骤S3中，使用高速相机和/或体式显微镜和/或扫描电镜对凝固组织特征进行记录。
作为本发明所述的一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，酸洗溶液的组成为：每100mL去离子水中，配制50mL浓度为35wt%的盐酸，5g氧化铜，5g氯化铁，2g氯化镁。
作为本发明所述的一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，酸洗溶液的配制方法为，将氧化铜、氯化铁、氯化镁依次加入装有去离子水的容器中，充分搅拌直至氧化铜、氯化铁、氯化镁完全溶于去离子水中，再加入盐酸，充分搅拌得到酸洗溶液。
本发明的有益效果如下：
本发明提出一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，采用酸洗溶液对铸坯进行酸洗，酸洗溶液性能稳定、安全性高、原材料易获取，结合规范的酸洗操作规程和酸洗加热制度，严格控制加热时间和温度，可以实现汽车用高强钢凝固组织特征的无损还原，凝固组织轮廓清晰，便于铸坯微观特征的检测，弥补了汽车用高强钢铸坯凝固组织无损检测领域的空白。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例1的酸洗过程的加热制度；
图2为本发明实施例1的酸洗后的铸坯宏观凝固组织形貌；
图3为本发明实施例1的酸洗后的铸坯微观组织形貌。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。
本发明提供一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，具有如下积极效果：
（1）可以无损还原汽车用高强钢凝固组织特征，弥补了这一技术领域的空白。
（2）酸洗溶液性能稳定、安全性高、原材料易获取。
（3）克服了以往的铸坯酸洗条件（酸洗液浓度、酸洗时间、清洗方式等）缺乏规范性的问题。
（4）无损还原的铸坯凝固组织轮廓清晰，便于统计其微观特征等冶金信息。
根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，包括如下步骤：
S1.铸坯酸洗
将汽车用高强钢铸坯浸泡在装有酸洗溶液的容器中进行酸洗；酸洗溶液的组成为：每100mL去离子水中，配制45~55mL浓度为35wt%的盐酸，4~6g氧化铜，4~6g氯化铁，1.5~3g氯化镁；
S2.铸坯清洗
将铸坯从酸洗溶液取出后，清洗并干燥铸坯表面；
S3.凝固组织记录
对凝固组织特征进行记录，实现汽车用高强钢凝固组织的无损检测。
优选的，所述步骤S1之前，还包括，
S0.铸坯取样预处理
对铸坯进行取样，对铸坯表面进行清洗、打磨、抛光，将铸坯表面制成光滑平面。
优选的，所述步骤S1中，酸洗时间为25~35min。
优选的，所述步骤S1中，酸洗过程的加热制度，具体为：
将汽车用高强钢铸坯浸泡在装有35~45℃酸洗溶液的容器中，保温4~6min，再升温至55~65℃，保温1.5~3min，再升温至75~85℃，保温1.5~3min，再升温至95~100℃，保温18~23min，停止加热，让铸坯自然冷却至室温，完成酸洗。
进一步优选的，所述步骤S1中，酸洗过程的加热制度，具体为：
将汽车用高强钢铸坯浸泡在装有40℃酸洗溶液的容器中，保温5min，再升温至60℃，保温2min，再升温至80℃，保温2min，再升温至100℃，保温20min，停止加热，让铸坯自然冷却至室温，完成酸洗。
优选的，所述步骤S1中，酸洗过程中，将铸坯需酸洗的表面朝下放置，保证酸洗溶液沸腾时，气泡可以将附着在表面的铜冲刷干净，不影响后续凝固组织特征的记录和观察。
优选的，所述步骤S2中，依次用清水和酒精清洗铸坯表面，清除表面残留的酸洗溶液和痕迹，并使用干燥设备快速干燥铸坯表面。
优选的，所述步骤S2中，所述干燥设备为吹风机。
优选的，所述步骤S3中，使用高速相机和/或体式显微镜和/或扫描电镜对凝固组织特征进行记录。
优选的，酸洗溶液的组成为：每100mL去离子水中，配制50mL浓度为35wt%的盐酸，5g氧化铜，5g氯化铁，2g氯化镁。
优选的，所述步骤S1中，酸洗溶液的配制方法为，将氧化铜、氯化铁、氯化镁依次加入装有去离子水的容器中，充分搅拌直至氧化铜、氯化铁、氯化镁完全溶于去离子水中，再加入盐酸，充分搅拌得到酸洗溶液。
以下结合具体实施例对本发明技术方案进行进一步说明。
实施例1
一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，铸坯为板坯连铸机生产，钢种为22MnB5，拉速为1.0m/min，过热度为19℃，断面为1300mm×230mm；包括如下步骤：
S0.铸坯取样预处理
对铸坯进行取样，对铸坯表面进行清洗、打磨、抛光，将铸坯表面制成光滑平面；
S1.铸坯酸洗
将汽车用高强钢铸坯浸泡在装有酸洗溶液的容器中进行酸洗，酸洗过程中，将铸坯需酸洗的表面朝下放置；酸洗溶液的组成为：每100mL去离子水中，配制50mL浓度为35wt%的盐酸，5g氧化铜，5g氯化铁，2g氯化镁；所述酸洗溶液的配制方法，将氧化铜、氯化铁、氯化镁依次加入装有去离子水的容器中，充分搅拌直至氧化铜、氯化铁、氯化镁完全溶于去离子水中，再加入盐酸，充分搅拌得到酸洗溶液；酸洗过程的加热制度如图1所示，具体为：将汽车用高强钢铸坯浸泡在装有40℃酸洗溶液的容器中，保温5min，再升温至60℃，保温2min，再升温至80℃，保温2min，再升温至100℃，保温20min，停止加热，让铸坯自然冷却至室温，完成酸洗；
S2.铸坯清洗
将铸坯从酸洗溶液取出后，依次用清水和酒精清洗铸坯表面，清除表面残留的酸洗溶液和痕迹，并使用吹风机快速干燥铸坯表面；
S3.凝固组织记录
使用高速相机对凝固组织特征进行记录，酸洗后的铸坯宏观凝固组织形貌如图2所示，铸坯微观组织（如枝晶、缺陷等特征）形貌如图3所示，图3中（a）为柱状晶区，图3中（b）为等轴晶区，实现汽车用高强钢凝固组织的无损检测。
实施例2
一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，铸坯为板坯连铸机生产，钢种为HR800CP，拉速为1.0m/min，过热度为20℃，断面为1120mm×230mm；包括如下步骤：
S0.铸坯取样预处理
对铸坯进行取样，对铸坯表面进行清洗、打磨、抛光，将铸坯表面制成光滑平面；
S1.铸坯酸洗
将汽车用高强钢铸坯浸泡在装有酸洗溶液的容器中进行酸洗，酸洗过程中，将铸坯需酸洗的表面朝下放置；酸洗溶液的组成为：每100mL去离子水中，配制50mL浓度为35wt%的盐酸，5g氧化铜，5g氯化铁，2g氯化镁；所述酸洗溶液的配制方法，将氧化铜、氯化铁、氯化镁依次加入装有去离子水的容器中，充分搅拌直至氧化铜、氯化铁、氯化镁完全溶于去离子水中，再加入盐酸，充分搅拌得到酸洗溶液；酸洗过程的加热制度，具体为：将汽车用高强钢铸坯浸泡在装有40℃酸洗溶液的容器中，保温5min，再升温至60℃，保温2min，再升温至80℃，保温2min，再升温至100℃，保温20min，停止加热，让铸坯自然冷却至室温，完成酸洗；
S2.铸坯清洗
将铸坯从酸洗溶液取出后，依次用清水和酒精清洗铸坯表面，清除表面残留的酸洗溶液和痕迹，并使用吹风机快速干燥铸坯表面；
S3.凝固组织记录
使用扫描电镜对凝固组织特征进行记录，实现汽车用高强钢凝固组织的无损检测。
本发明采用独创配制的酸洗溶液对铸坯进行酸洗，酸洗溶液性能稳定、安全性高、原材料易获取，结合规范的酸洗操作规程和酸洗加热制度，严格控制加热时间和温度，可以实现汽车用高强钢凝固组织特征的无损还原，凝固组织轮廓清晰，便于铸坯微观特征的检测，弥补了汽车用高强钢铸坯凝固组织无损检测领域的空白。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.铸坯酸洗
将汽车用高强钢铸坯浸泡在装有酸洗溶液的容器中进行酸洗；所述酸洗溶液的组成为：每100mL去离子水中，配制45~55mL浓度为35wt%的盐酸，4~6g氧化铜，4~6g氯化铁，1.5~3g氯化镁；
S2.铸坯清洗
将铸坯从酸洗溶液取出后，清洗并干燥铸坯表面；
S3.凝固组织记录
对凝固组织特征进行记录，实现汽车用高强钢凝固组织的无损检测。
2.根据权利要求1所述的汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，其特征在于，所述步骤S1之前，还包括，
S0.铸坯取样预处理
对铸坯进行取样，对铸坯表面进行清洗、打磨、抛光，将铸坯表面制成光滑平面。
3.根据权利要求1所述的汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，酸洗时间为25~35min。
4.根据权利要求1所述的汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，酸洗过程的加热制度，具体为：
将汽车用高强钢铸坯浸泡在装有35~45℃酸洗溶液的容器中，保温4~6min，再升温至55~65℃，保温1.5~3min，再升温至75~85℃，保温1.5~3min，再升温至95~100℃，保温18~23min，停止加热，让铸坯自然冷却至室温，完成酸洗。
5.根据权利要求1所述的汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，酸洗过程中，将铸坯需酸洗的表面朝下放置。
6.根据权利要求1所述的汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，依次用清水和酒精清洗铸坯表面，清除表面残留的酸洗溶液和痕迹，并使用干燥设备快速干燥铸坯表面。
7.根据权利要求1所述的汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，其特征在于，所述步骤S3中，使用高速相机和/或体式显微镜和/或扫描电镜对凝固组织特征进行记录。
8.根据权利要求1所述的汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，酸洗溶液的组成为：每100mL去离子水中，配制50mL浓度为35wt%的盐酸，5g氧化铜，5g氯化铁，2g氯化镁。
9.根据权利要求1所述的汽车用高强钢凝固组织的无损检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，酸洗溶液的配制方法为，将氧化铜、氯化铁、氯化镁依次加入装有去离子水的容器中，充分搅拌直至氧化铜、氯化铁、氯化镁完全溶于去离子水中，再加入盐酸，充分搅拌得到酸洗溶液。
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