CN116754328A - 一种超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于不锈钢生产制造技术领域,具体涉及一种超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,包括:(1)按钢卷原宽切取一块带钢用于取样,并标记轧制方向;(2)将试样剪切成要求的尺寸,按侧面对齐的方式叠放在一起并夹紧,侧面朝下镶嵌成块状试样;(3)对块状试样进行抛光处理后,置于金相显微镜下观察夹杂物,分别测量每片试样中硅酸盐类夹杂物和TiN类夹杂物中最长的夹杂物尺寸;(4)分别计算两类夹杂物中最长的夹杂物尺寸的平均值,对夹杂物进行评级和判定。本发明的超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,不仅解决了现有方法无法评级的难题,同时简单快捷,可操作性强。
Description
技术领域
本发明属于不锈钢生产制造技术领域,具体涉及一种超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法。
背景技术
超薄不锈钢精密带钢具有厚度超薄、轻量、高强和良好的加工成型性,是高端电子、汽车、新能源太阳能、传感器、氢能源极板等行业的关键材料。
超薄不锈钢精密带钢对夹杂物要求很高,需要严格控制夹杂物的尺寸和数量,但目前对超薄不锈钢精密带钢夹杂物量化评价的标准缺乏。《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》(GB/T 10561)可以对夹杂物进行评级量化,但只对宽度2微米以上的夹杂物上评级,对2微米以下的夹杂物不进行评价。超薄不锈钢精密带钢的生产经历了冶炼、连铸、热轧成卷、冷轧以及精密冷轧等工序,钢中的非金属夹杂物在热轧延伸变细、冷轧低塑性延展甚至断裂,到超薄精密带钢后钢中的非金属夹杂物已经非常细,宽度已不足2微米,如果这时候按《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》(GB/T 10561)进行评价,则各类夹杂物的评级均为0,无法准确量化出夹杂物的程度,也就无法判断钢质纯净度的优劣。同时按照GB/T10561方法的要求,取样面积要求200mm2以上,0.1mm厚的试样需要100片,0.05mm厚的试样需要200片,取样量非常大。
发明内容
本发明针对《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》(GB/T10561)只能对宽度2微米以上的夹杂物评级,而超薄精密带钢中的夹杂物经多道次轧制后变细,宽度均不足2微米,无法进行的评级量化的问题以及取样数量多的问题,提供了一种超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,用于量化评价超薄带钢中夹杂物的程度。
具体的,本发明的超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,包括:
(1)按钢卷原宽切取一块带钢用于取样,并标记轧制方向;
(2)将试样剪切成要求的尺寸,按侧面对齐的方式叠放在一起并夹紧,侧面朝下镶嵌成块状试样;
(3)对块状试样进行抛光处理后,置于金相显微镜下观察夹杂物,分别测量每片试样中硅酸盐类夹杂物和TiN类夹杂物中最长的夹杂物尺寸;
(4)分别计算两类夹杂物中最长的夹杂物尺寸的平均值,并按下表对夹杂物进行评级和判定。
夹杂物类型 | 0.5级 | 1.0级 | 1.5级 | 2.0级 |
硅酸盐类夹杂物 | ≤76μm | ≤176μm | ≤320μm | ≤510μm |
TiN类夹杂物 | ≤76μm | ≤176μm | ≤320μm | ≤510μm |
上述的超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,所述试样的个数为4-16片。
上述的超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,所述试样的个数为9片。
上述的超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,所述试样的尺寸为(15-25)×(15-25)mm2。
上述的超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,所述试样的尺寸为20×20mm2。
上述的超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,所述取样按照均匀合理的原则进行,并且任意两个试样之间在轧制方向上的距离≥100mm。
上述的超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,所述试样通过精密剪机进行剪切,并于镶样机中镶嵌成块状试样。
上述的超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,所述抛光处理包括:砂轮研磨、抛光机粗抛和精抛。
本发明的技术方案具有如下的有益效果:
(1)本发明的超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,不仅解决了现有方法无法评级的难题,同时简单快捷,可操作性强;
(2)按照本发明的方法评价夹杂物,经用户冲压成型验证,成型效果良好,未发生开裂缺陷。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。
图1为9点法取样示意图。
图2为实施例1各试样的最长硅酸盐夹杂物在金相显微镜下的图片;
图3为实施例1各试样的最长TiN夹杂物在金相显微镜下的图片;
图4为实施例2各试样的最长硅酸盐夹杂物在金相显微镜下的图片;
图5为实施例2各试样的最长TiN夹杂物在金相显微镜下的图片;
图6为实施例3各试样的最长硅酸盐夹杂物在金相显微镜下的图片。
具体实施方式
为了充分了解本发明的目的、特征及功效,通过下述具体实施方式,对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外,其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明,否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
当本文中公开一个数值范围时,上述范围视为连续,且包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地,当范围是指整数时,包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外,当提供多个范围描述特征或特征时,可以合并该范围。换言之,除非另有指明,否则本文中所公开的所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
本发明针对标准《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》(GB/T10561)对超薄不锈钢精密带钢夹杂物不适用及取样数量多的问题,发明出一种超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,可以量化评价超薄带钢中夹杂物的程度。
具体的,本发明提供的超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,通过测量每片试样中硅酸盐和TiN最长夹杂物的尺寸,然后对所有试样中最长夹杂物的尺寸求平均值,作为该试样的夹杂物的水平,具体包括取样、制样、测量、计算、判定等五个步骤。各步骤详细信息如下:
取样
按钢卷原宽切取一块带钢用于取样,并标记轧制方向。
所述取样按照均匀合理的原则进行,并且任意两个试样之间在轧制方向上的距离≥100mm。当试样间在轧制方向上的距离小于100mm时,则所测结果不具有代表性。
所述试样的个数为4-16片,优选为9片。
如图1所示,以试样个数9片为例,本发明的取样方法包括:(1)按钢卷原宽切取一块带钢,标记轧制方向;(2)按九点法进行取样,纵向取1/4、1/2和3/4,横向取三条,间隔≥100mm;(3)试样标记:沿横向第一条11、12、13,第二条21、22、23,第三条31、32、33。
制样
采用精密剪切机将试样剪切成要求的尺寸,按侧面对齐的方式叠放在一起并夹紧,侧面朝下放入镶样机中镶嵌成块状试样,对块状试样进行抛光处理。
其中,所述试样的尺寸为(15-25)×(15-25)mm2,优选为20×20mm2。
试样过小检验面积不足,检验结果没有代表性,试样过大不利于后续的镶嵌、制样。
其中,所述抛光处理包括:砂轮研磨、抛光机粗抛和精抛等工序,砂轮研磨保证检验面平整,为后续抛光处理做准备,抛光机粗抛目的是消除砂轮研磨留下的磨痕和划伤等,精抛是保证检验面光亮,有利于在金相显微镜下观察。该种方法三个步骤精密衔接,可以高效、快速地完成金相试样的制备。
测量
将抛光好的试样置于金相显微镜下观察夹杂物。将观察到的夹杂物分为硅酸盐类夹杂物和TiN两类。分别测量每片试样中硅酸盐类夹杂物和TiN两类夹杂物中最长的夹杂物,并拍照测量夹杂物的长度,作为该片夹杂物夹杂物水平。其中,硅酸盐夹杂物记为Xxy,TiN夹杂物记为Yxy。
计算
分别计算两类夹杂物中最长的夹杂物尺寸的平均值。
以试样个数9片为例,九个试样中两类夹杂物中最长的夹杂物尺寸求平均值,作为该批试样的夹杂物水平,具体见下面公式。
判定
并按下表对夹杂物进行评级和判定,看是否满足要求。
参照《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》(GB/T 10561)中C类夹杂物的评价界限的规定。
本发明克服了现有标准《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》(GB/T 10561)不能评价超薄精密带钢夹杂物的难题,同时大大减少了取样数量,简单快捷,可操作性强,克服了超薄精密带钢夹杂物评价的难题。
实施例
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件。
实施例1
汽车排气系统波纹管用精密带钢,0.2mm厚,钢种1.4571,要求硅酸盐夹杂物评级≤1级,TiN夹杂物评级≤1.5级。主要包括取样、制样、测量、计算、判定、效果跟踪等六个步骤,具体如下:
1、取样
如图1所示,按钢卷原宽切取一块试样,标记轧制方向,按九点法进行取样,纵向取1/4、1/2和3/4,横向取三条,间隔≥100mm。试样标记:沿横向第一条11、12、13,第二条21、22、23,第三条31、32、33等。试样大小20×20mm,标记好轧制方向。
2、制样
用精密剪机将9片试样剪切成要求的尺寸,并将试样按侧面对齐的方式叠放在一起,并用试样夹夹紧,侧面朝下放入镶样机中镶嵌成块状试样。按顺序从砂轮、粗抛、精抛等工序对试样进行抛光处理。
3、测量
将抛光好的试样置于金相显微镜下观察夹杂物。将观察到的夹杂物分为硅酸盐类夹杂物和TiN两类。分别测量每片试样中硅酸盐类夹杂物和TiN两类夹杂物中最长的夹杂物,并拍照测量夹杂物的长度,作为该片夹杂物夹杂物水平。硅酸盐夹杂物记为125、220、107、93、33、103、75、70、126μm,TiN夹杂物记为147、248、165、120、115、148、142、176、131μm。见图2、图3。
4、计算
九个试样中两类夹杂物中最长夹杂物求平均值(μm),作为该批试样夹杂物水平。
5、判定
按下表对夹杂物进行评级和判定,可以判定硅酸盐夹杂物为1.0级,TiN为1.0级,满足用户要求。
6、效果跟踪
该批钢生产125吨成品精密带钢,分别发运给4家加工波纹管的制造企业进行冲压生产波纹管,经过用户反馈,未出现一件产品开裂,而之前未经过夹杂物检测的批次,用户冲压开裂率高达20%。
实施例2
汽车排气系统波纹管用精密带钢,0.15mm厚,钢种1.4571,要求硅酸盐夹杂物评级≤1级,TiN夹杂物评级≤1.5级。主要包括取样、制样、测量、计算、判定、效果跟踪等六个步骤,具体如下:
1、取样
如图1所示,按钢卷原宽切取一块试样,标记轧制方向,按九点法进行取样,纵向取1/4、1/2和3/4,横向取三条,间隔≥100mm。试样标记:沿横向第一条11、12、13,第二条21、22、23,第三条31、32、33等。试样大小20×20mm,标记好轧制方向。
2、制样
用精密剪机将9片试样剪切成要求的尺寸,并将试样按侧面对齐的方式叠放在一起,并用试样夹夹紧,侧面朝下放入镶样机中镶嵌成块状试样。按顺序从砂轮、粗抛、精抛等工序对试样进行抛光处理。
3、测量
将抛光好的试样置于金相显微镜下观察夹杂物。将观察到的夹杂物分为硅酸盐类夹杂物和TiN两类。分别测量每片试样中硅酸盐类夹杂物和TiN两类夹杂物中最长的夹杂物,并拍照测量夹杂物的长度,作为该片夹杂物夹杂物水平。硅酸盐夹杂物记为125、220、107、93、33、103、75、70、126μm,TiN夹杂物记为147、248、165、120、115、148、142、176、131μm。见图4、图5。
4、计算
九个试样中两类夹杂物中最长夹杂物求平均值(μm),作为该批试样夹杂物水平。
5、判定
按下表对夹杂物进行评级和判定,可以判定硅酸盐夹杂物为1.5级,TiN为1.0级,超过用户要求。
6、效果跟踪
该批钢生产141吨成品精密带钢,分别发运给3家加工波纹管的制造企业进行冲压生产波纹管,经过用户反馈,冲压开裂比例均较高,最高达到17%。
实施例3
氢能源电堆双极板用精密带钢,0.15mm厚,钢种SUS316L,要求硅酸盐夹杂物评级≤1级。主要包括取样、制样、测量、计算、判定、效果评价等六个步骤,具体如下:
1、取样
如图1所示,按钢卷原宽切取一块试样,标记轧制方向,按九点法进行取样,纵向取1/4、1/2和3/4,横向取三条,间隔≥100mm。试样标记:沿横向第一条11、12、13,第二条21、22、23,第三条31、32、33等。试样大小20×20mm,标记好轧制方向。
2、制样
用精密剪机将9片试样剪切成要求的尺寸,并将试样按侧面对齐的方式叠放在一起,并用试样夹夹紧,侧面朝下放入镶样机中镶嵌成块状试样。按顺序从砂轮、粗抛、精抛等工序对试样进行抛光处理。
3、测量
将抛光好的试样置于金相显微镜下观察夹杂物。视场中只有硅酸盐类夹杂物,无TiN夹杂物。测量每片试样中硅酸盐类夹杂物最长的夹杂物,并拍照测量夹杂物的长度,作为该片夹杂物夹杂物水平。硅酸盐夹杂物记为109、142、106、147、206、168、245、154、147μm。见图6。
4、计算
九个试样中两类夹杂物中最长夹杂物求平均值(μm),作为该批试样夹杂物水平。
5、判定
按下表对夹杂物进行评级和判定,可以判定硅酸盐夹杂物为0.5级,满足用户要求。
6、效果评价
该批钢生产116吨成品精密带钢,分别发运给5家氢能源双极板用户,经过用户反馈,未发生冲压开裂的缺陷。
本发明在上文中已以优选实施例公开,但是本领域的技术人员应理解的是,这些实施例仅用于描绘本发明,而不应理解为限制本发明的范围。应注意的是,凡是与这些实施例等效的变化与置换,均应视为涵盖于本发明的权利要求范围内。因此,本发明的保护范围应当以权利要求书中所界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种超薄不锈钢精密带钢中非金属夹杂物的评价方法,其特征在于,包括:
(1)按钢卷原宽切取一块带钢用于取样,并标记轧制方向;
(2)将试样剪切成要求的尺寸,按侧面对齐的方式叠放在一起并夹紧,侧面朝下镶嵌成块状试样;
(3)对块状试样进行抛光处理后,置于金相显微镜下观察夹杂物,分别测量每片试样中硅酸盐类夹杂物和TiN类夹杂物中最长的夹杂物尺寸;
(4)分别计算两类夹杂物中最长的夹杂物尺寸的平均值,并按下表对夹杂物进行评级和判定:
。
2.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述试样的个数为4-16片。
3.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述试样的个数为9片。
4.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述试样的尺寸为(15-25)×(15-25)mm2。
5.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述试样的尺寸为20×20mm2。
6.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述取样按照均匀合理的原则进行,并且任意两个试样之间在轧制方向上的距离≥100mm。
7.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述试样通过精密剪机进行剪切,并于镶样机中镶嵌成块状试样。
8.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述抛光处理包括:砂轮研磨、抛光机粗抛和精抛。
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