[发明专利]一种化学腐蚀检测热轧带钢氧化铁皮结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种带钢氧化铁皮结构的检查方法，特别涉及一种化学腐蚀检测热轧带钢氧 化铁皮结构的方法。

背景技术

热轧态的钢板在轧制过程中会在钢板表面产生一层氧化铁皮。在不同的热轧条件下，得 到的氧化铁皮的结构和厚度是变化的。国内对产品表面质量还缺少足够的重视，一些节能技 术的使用(高温热装和短时加热等)，造成热轧带钢表面氧化铁皮不易去除、带钢表面出现 红锈、铁皮压入及酸洗残留等问题，严重阻碍了产品档次的提升。因此研究氧化铁皮在不同 条件下的结构和厚度，理解不同氧化铁皮结构的形成机理，进而控制它的形成是很有必要的。 典型的氧化铁皮结构由最外层较薄的Fe₂O₃层、中间Fe₃O₄层和靠近基体侧的FeO层组成。根 据Fe-O平衡相图，在570～1371℃时，FeO处于稳定状态；在570℃以下时，FeO发生共析 反应生成α-Fe+Fe₃O₄的混合物。

目前检测带钢氧化铁皮的方法有利用X射线衍射议，通过大角度衍射分析，测定氧化铁 皮中含有的氧化物的种类及含量。这种方法是目前应用最广泛的一种方法。也有利用原子力 显微镜，对样品进行扫描，并同时拍下形貌图、相图、磁力图以及振幅图。因为Fe₃O₄是铁磁 性的，而FeO在室温下不具有铁磁性。因此通过磁力图可辨别FeO和Fe₃O₄。还有根据三种典 型的氧化物的原子序数有较大差异，利用背散射电子金相分析，表明氧化铁皮背散射电子金 相中的深灰色相、浅灰色相、白色亮点相的氧逐渐减少，依次主要代表Fe₃O₄、FeO和游离铁； 或者利用EBSD技术观察铁的氧化物的成像。

如上所述，X射线衍射议法由于X射线衍射更换不同的靶，打入样品的深度有限，对于 样品表面氧化铁皮较厚的，有可能X射线穿不透，而对于氧化铁皮较薄的试样，X射线有可 能穿过氧化铁皮，打到金属基体上，上述两种情况都造成X射线衍射的结果不准确。其他方 法都需要有专门的设备，使得这些方法的应用受到一定程度的限制。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种化学腐蚀检测热轧带钢氧化铁皮结构的方法，目的 在于通过常规的设备，进行简单的操作，即可检测热轧带钢氧化铁皮结构。

本发明的方法包括切割、清洗、镶嵌、打磨、抛光、化学腐蚀和显微镜观察，按以下步 骤进行：

1、采用线切割方法在热轧带钢上切割出断面，以有机溶剂为清洗液，采用超声波对断 面进行清洗，去除表面油污。

所述的超声波频率为40～60kHz，清洗时间为5～15min，有机溶剂为丙酮或乙醇。

2、采用热镶嵌方法，将热轧带钢与镶嵌料镶嵌在一起，露出断面，镶嵌时压力条件为 250～300MPa，加热时间为1～2min，镶嵌后冷却3～5min取出，获得镶嵌试样。所述的镶嵌料 为EPOMET_G。

3、采用砂纸对断面进行打磨，打磨时以水为介质，打磨时按同一方向进行打磨。

4、将镶嵌试样的断面采用粒度为1.5μm的研磨膏抛光6～15min，去除断面的划痕，再 采用粒度为1.0μm的研磨膏抛光3～10min，然后采用粒度为0.5μm的研磨膏抛光1～5min。

所述的研磨膏为人造金刚石研磨膏。

5、将盐酸和乙醇混合后制成混合溶液，混合溶液中盐酸的体积百分比为2～3％，盐酸的 重量浓度为33～35％；将抛光后的镶嵌试样浸入混合溶液中，腐蚀4～10s后取出，用乙醇清洗 去除酸液。

6、采用金相显微镜观察镶嵌试样的断面，完成热轧带钢氧化皮结构的检测。

本发明的方法通过简单的表面处理和化学腐蚀对热轧带钢的断面进行处理，然后采用金 相显微镜直接观察获得热轧带钢的氧化皮的结构和厚度，设备要求简单，适用性广泛，解决 了目前方法中设备要求高，操作复杂等困难，检测结果准确，热轧带钢的生产过程中控制钢 材表面质量具有重要意义。

附图说明

图1为本发明实施例中的试样断面打磨方式示意图，图中X为打磨方向。