JPH0521427B2

JPH0521427B2 -

Info

Publication number: JPH0521427B2
Application number: JP59153799A
Authority: JP
Inventors: Yoshiko Funabashi; Giichi Jinno; Taiji Matsumura; Yoshiichi Harimaya
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1984-07-24
Filing date: 1984-07-24
Publication date: 1993-03-24
Also published as: JPS6130765A; US4643978A; US4696906A; US4696795A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、連続鋳造鋼片、大型鋼塊等金属材料
中のりんの分布状態を迅速かつ簡易に検出するり
ん偏析部検出試薬、検出材および検出方法に関す
るものである。

〈従来技術とその問題点〉従来、大型鋼塊の偏析部の判定は、サルフアプ
リント試験法によつて行なわれている。この方法
は、大型鋼塊より切断され、研磨された被検面
に、硫酸水溶液に浸した印画紙を貼付し、サルフ
ア偏析部より発生する硫化水素を印画紙上に検知
する方法であり、生産ラインにおいて非常に普及
している。

しかし、近年、耐水素誘起割れ鋼など、低硫化
処理あるいはCa処理を施した鋼が実用化され、
また、高純鋼製造技術や連鋳々片偏析対策が進歩
したため、従来のサルフアプリント法では、凝固
偏析部の検出ができないのが実状である。

〈発明の目的〉発明の目的は、Ca添加鋼や低硫鋼等の金属材
料中の偏析をサルフアプリント並みの簡便さで迅
速かつ広範囲の面積にわたり検出し、記録かつ保
存できる新規な偏析検出試薬、検出材および検出
方法を提供しようとするもので、サルフアにかわ
り、りんを検出対象とし、りん偏析部位を試験紙
上に変色点として検出しようとするものである。

〈発明の構成〉本発明の第１の態様によれば、金属材料中のり
ん偏析部を検出するのに用いる溶液であつて、
0.1〜80wt％のAgNO₃を含有することを特徴とす
る金属材料中のりん偏析部検出試薬が提供され
る。

本発明の第２の態様によれば、金属材料中のり
ん偏析部を検出するのに用いる溶液であつて、
0.1〜80wt％のAgNO₃およびアルコールを含有す
ることを特徴とする金属材料中のりん偏析部検出
試薬が提供される。

本発明の第３の態様によれば、金属材料中のり
ん偏析部を検出するのに用いるシート状部材であ
つて、0.1〜80wt％のAgNO₃溶液を含浸せしめて
なることを特徴とするりん偏析部検出材が提供さ
れる。

本発明の第４の態様によれば、金属材料中のり
ん偏析部を検出するのに用いるシート状部材であ
つて、0.1〜80wt％のAgNO₃およびアルコールを
含有する溶液を含浸せしめてなることを特徴とす
るりん偏析部検出材が提供される。

本発明の第５の態様によれば、金属材料中のり
ん偏析部を検出するのに用いるシート状部材であ
つて、AgNO₃を含浸せしめ乾燥してなることを
特徴とする金属材料中のりん偏析部検出材が提供
される。

本発明の第６の態様によれば、金属材料の被検
面上に試験シートを貼着し、少なくとも被検面と
試験シートの間にAgNO₃を0.1〜80wt％となるよ
うに共存させ、暫時の後試験シートを被検面より
剥離して定着することを特徴とする金属材料中の
りん偏析部検出方法が提供される。

金属材料の被検面を腐食させ、次いでこの被検
面上に試験シートを貼着し、少なくとも被検面と
試験シートとの間にAgNO₃を0.1〜80wt％となる
ように共存させ、暫時の後試験シートを被検面よ
り剥離して定着することを特徴とする金属材中の
りん偏析部検出方法が提供される。

以下、本発明の内容を更に詳細に説明する。

りんは、サルフアと同様に凝固偏析率が大き
く、最終凝固部に著しく濃化する。一方、りん含
有率の高い部位は、電気化学的に卑となり、腐食
液中では、優先的に溶解するものと考えられる。
実際、小倉ら（日本金属学会誌、45（1981）10，
1093）は、ピクリン酸系腐食液を用いて鋼試料を
腐食し、腐食後の結晶粒界の溝の深さは、りんの
粒界偏析量と定量的な対応関係にあることを報告
している。

本発明者等は、このようにりん濃化部が選択的
に腐食されることを利用し、りんが偏析している
鋼材等の被検面とりん偏析パターンをプリントす
るためのシートとの間にAgNO₃またはAgNO₃と
アルコールをAgNO₃が0.1〜80wt％となるように
介在させることにより、りんの偏析部を簡便かつ
迅速に検出しうることを見い出した。

りん偏析部の検出材としての使用形態には種々
のものがある。その第１は、水溶液であつて、
AgNO₃またはAgNO₃とアルコールをAgNO₃が
0.1〜80wt％となるように含有する検出試薬であ
る。この溶液の使用に際しては、被検面に乾燥し
たシートを貼付し、シートと被検面との間に上記
水溶液を噴霧塗布等により介在させればよい。

その第２は、上記水溶液をシートに含浸させた
濡れた状態のシートとして使用するものである。
このウエツトシートは既にAgNO₃またはAgNO₃
とアルコールを適量含んでいるので、そのまま被
検面に貼付するだけでよい。

その第３は、AgNO₃を含む溶液をシートに含
浸させ乾燥させ、AgNO₃を乾燥状態で担持させ
たドライシートである。このドライシートを使用
するに際しては、ドライシートを被検面に貼付
し、シートと被検面との間に適量の水を含ませ
て、AgNO₃を0.1〜80wt％含む水溶液となるよう
にすれば良い。

ここで、硝酸銀溶液は、銀の還元による発色剤
として使用されているが、また、りん偏析部を選
択的に腐食する作用のあることがわかつた。すな
わち、硝酸イオンは、地鉄を不動態化し、腐食を
抑制する作用を持つ。一方、銀は鉄よりイオン化
傾向が小さい。このため、硝酸イオンと銀イオン
が共存すると、地鉄（りんの偏析していない健全
部）は腐食が抑制され、電気化学的に卑なりん偏
析部のみが選択的に腐食される。地鉄の溶解に伴
い、銀イオンが試験シート上に還元析出するた
め、りん偏析部の判定が可能となつた。なお、使
用可能なのは、硝酸銀のみならず、塩化金、塩化
銅などの重金属の塩溶液でも良い。

さらに、りん偏析部を検出する被検面は上述し
た操作を行なう前に予め腐食させておいても良
い。この前腐食に用いる腐食液は、鉱酸、有機
酸、塩などの一種類以上とアルコールを含むもの
がよい。この腐食液を被検面に接触させて腐食さ
せた後、腐食液を除去した上で上述したような
種々のりん偏析部検出操作を行なう。

なお、AgNO₃水溶液に含まれるアルコールお
よび腐食液に含まれるアルコールは、メタノー
ル、エタノール、プロパノールなどの常温で液体
であればいかなるものでもよい。

腐食液中の鉱酸等とアルコールの濃度は被検面
のりん濃度など腐食させようとする被検面の性状
程度によつて異なるもので、少なくとも鉱酸等と
アルコールとか共存する溶液であればよい。同様
に、AgNO₃水溶液に含まれるアルコール濃度も、
この水溶液中にAgNO₃が上記濃度範囲で溶解し
ていて、これにアルコールが共存する溶液となつ
ていれば良い。

また、腐食液に用いられるものとしては代表的
に次のものを挙げることができる。

鉱酸：塩酸、硫酸、過塩素酸、りん酸、硝酸な
ど有機酸：ピクリン酸、サルチル酸、スルホサル
チル酸、酢酸、ギ酸、乳酸、リンゴ酸塩：塩化リチウム、塩化銅、塩化カルシウム、
塩化亜鉛、塩化鉄、塩化アルミニウム、硫酸
銅、硝酸銅、テトラメチルアンモニウムクロ
ライドなどこの場合には、前腐食液とりん偏析部が反応し
てりんを含む難溶性化合物を生成する。前腐食液
を除去するとこの難溶性りん化合物が大気と接触
してホスフインガス（以下PH₃と略記する）が発
生する。

この被検面に硝酸銀溶液を反応させると硝酸銀
溶液の低濃度側では銀イオンがPH₃により還元さ
れてりん偏析部で黒色を呈する。なお、硝酸銀濃
度が80wt％以下の高濃度側では銀イオンが鉄に
より直接に還元されて黒色となることは前腐食が
ない場合と同様である。

本発明に用いる試験用シートは、木製、合成樹
脂製等のシート状のAgNO₃などを担持できる物
体であれば何でもよい。

シートと被検面に介在させる硝酸銀溶液の硝酸
銀の濃度は、0.1〜80wt％が良い。これが0.1wt％
未満では、腐食作用が弱く、りん偏析部の検出が
不可能となり、また80wt％をこえるとシート上
に塩が沈積し、使用不可能となる。この試験用シ
ートを被検面に数分間貼付することにより、鮮明
なプリント像が得られる。

プリント後のシートは、約10〜30wt％のチオ
硫酸ナトリウム水溶液に約５文間浸漬して定着し
たのち、流水を用いて水洗いし、乾燥して保存す
る。

〈実施例〉以下、本発明を実施例につき具体的に説明す
る。

〔実施例１〕普通炭素鋼（Ｐ：0.02wt％）の連鋳々片凝固偏
析部より切り出した鋼試片をエメリーペーパー
＃400で研磨し、汚れを脱脂綿でよくふきとつた
のち、被検面に50vol％のエタノールを含む10wt
％硝酸銀水溶液を含浸させたウエツトな試験紙を
５分間圧着した。剥離後、10wt％のチオ硫酸ナ
トリウム水溶液で定着した（以下の例において全
て同じ）。そのプリント像を第１図に示す。

〔実施例２〕実施例１に用いた鋼片を同様に研磨して、被検
面の汚れを除去したのち、被検面を硝酸銀を含む
ドライ試験紙（AgNO₃ 6g／m²）を貼付し、こ
の上から含水脱脂綿をまんべんなく押し当て、
AgNO₃が0.1〜80wt％となるよう試験紙に含水さ
せ、９分間圧着してプリントした。そのプリント
像を第２図に示す。

〔実施例３〕実施例１に用いた鋼片を同様に研磨して、被検
面の汚れを除去したのち、被検面に試験シートを
貼付し、この上から50vol％のメタノールを含む
5wt％硝酸銀水溶液を含ませた脱脂綿をまんべん
なく押し当て、７分間圧着してプリントした。そ
のプリント像を第３図に示す。

〔実施例４〕普通炭素鋼（Ｐ：0.02wt％含有）の連鋳々片凝
固偏析部の切断面をエメリーペーパー＃180で研
磨し、被検面の汚れをエタノールで湿潤させた脱
脂綿でよくふきとつた。これを5vol％塩酸−エタ
ノール溶液に５分間浸漬して腐食したのちにアル
コールでよく洗浄し、被検面上に50vol％のプロ
パノールを含む5wt％のAgNO₃溶液を含浸させ
た試験シートを３分間貼付してプリントしたの
ち、剥離した。その結果を第４図に示す。

〔実施例５〕普通炭素鋼（Ｐ：0.02wt％含有）の連鋳々片凝
固偏析部の切断面をエメリーペーパー＃180で研
磨し、被検面の汚れをエタノールで湿潤させた脱
脂綿でよくふきとつた。これを飽和ピクリン酸−
エタノール溶液に５分間浸漬して腐食したのちに
アルコールでよく洗浄し、AgNO₃を含むドライ
試験シート（AgNO₃6g／m²）を貼付して、水を
噴霧（約150c.c.／m²）したのち、３分おいて被検
面より剥離した。その結果を第５図に示す。

〔実施例６〕普通炭素鋼（Ｐ：0.02wt％含有）の連鋳々片凝
固偏析部の切断面をエメリーペーパー＃180で研
磨し、被検面の汚れをエタノールで湿潤させた脱
脂綿でよくふきとつた。これを5wt％塩化第二鉄
−エタノール溶液中に５分間浸漬して腐食したの
ちにアルコールでよく洗浄し、被検面上に試験シ
ートを貼付し、このシートを5wt％のAgNO₃水
溶液により湿潤せしめ、３分間貼付し、被検面よ
り剥離した。その結果を第６図に示す。

〔実施例７〕普通炭素鋼（Ｐ：0.02wt％）の連鋳々片凝固偏
析部の切断面をエメリーペーパー＃180で研磨し、
被検面の汚れをエタノールで湿潤させた脱脂綿で
よくふきとつた。これを4wt％サリチル酸−2wt
％塩化リチウム−メタノール溶液中に５分間浸漬
して腐食し、アルコールでよく洗浄したのちに、
被検面上に5wt％のAgNO₃水溶液を浸漬させた
ウエツトな試験シートを３分間貼付し、プリント
した。その結果を第７図に示す。

第８図および第９図はそれぞれ、実施例１〜３
および実施例４〜７の鋼片についてのマクロアナ
ライザーによるＰ分布の測定結果である。被検面
のりん分布は、マクロアナライザーによる測定結
果とよく対応しており、本発明は、凝固偏析部の
検出に十分有効であることがわかる。

〈発明の効果〉上記実施例から明らかなように、本発明によれ
ば、試料研磨後、数分間でりん偏析部位を判別で
きる。また、何ら設備も必要とせず、実作業現場
で簡易に実施することが可能であり、極めて実用
的かつ効果的である。また、りん偏析部はプリン
トとして記録、保存でき、非常に便利である。

【図面の簡単な説明】

図面は全て金属組織、特に金属材料中のりん偏
析部のプリント写真である。第１図〜第７図は本
発明による連鋳々片の凝固偏析部のりんプリント
写真である。第８図および第９図はそれぞれ第１
図〜第３図および第４図〜第７図の測定部位に対
応するマクロアナライザー写真である。第１図〜
第３図のプリント写真は第８図のマクロアナライ
ザー写真に対してミラーイメージをなし、第４図
〜第７図のプリント写真は第９図のマクロアナラ
イザー写真に対してミラーイメージをなしてい
る。

Claims

【特許請求の範囲】１金属材料中のりん偏析部を検出するのに用い
る溶液であつて、0.1〜80wt％のAgNO₃を含有す
ることを特徴とする金属材料中のりん偏析部検出
試薬。２金属材料中のりん偏析部を検出するのに用い
る溶液であつて、0.1〜80wt％のAgNO₃およびア
ルコールを含有することを特徴とする金属材料中
のりん偏析部検出試薬。３金属材料中のりん偏析部を検出するのに用い
るシート状部材であつて、0.1〜80wt％のAgNO₃
溶液を含浸せしめてなることを特徴とするりん偏
析部検出材。４金属材料中のりん偏析部を検出するのに用い
るシート状部材であつて、0.1〜80wt％のAgNO₃
およびアルコールを含有する溶液を含浸せしめて
なることを特徴とするりん偏析部検出材。５金属材料中のりん偏析部を検出するのに用い
るシート状部材であつて、AgNO₃溶液を含浸せ
しめ乾燥してなることを特徴とする金属材料中の
りん偏析部検出材。６金属材料の被検面上に試験シートを貼着し、
少なくとも被検面と試験シートの間にAgNO₃を
0.1〜80wt％となるように共存させ、暫時の後試
験シートを被検面より剥離して定着することを特
徴とする金属材料中のりん偏析部検出方法。７金属材料の被検面を腐食させ、次いでこの被
検面上に試験シートを貼着し、少なくとも被検面
と試験シートとの間にAgNO₃を0.1〜80wt％とな
るように共存させ、暫時の後試験シートを被検面
より剥離して定着することを特徴とする金属材料
中のりん偏析部検出方法。