[发明专利]一种检测钢材热装脆性的实验方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种检测钢材热装脆性的实验方法，属于钢铁冶金中钢材工艺性能检测技术领域。

背景技术：

在连铸--热装--连轧生产中，成品表面常出现裂纹缺陷，这种缺陷伴随着铸坯在某温度区间装炉而产生，而且该现象仅发生在某些特定成分的钢种之中。钢材具有“热装脆性”时，才会发生上述“热装开裂”现象，因此，检验钢材是否具有热装脆性，是判断钢材会否热装开裂的前提。目前，检测钢材“热装脆性”的实验方法，或者存在测得的“热装脆化程度较轻”（最低面缩率为61%），不能充分反映热装脆化效果的问题，或者存在“实验时间过长”（约需50分钟），且试样周围“要求具有较高的真空度”等问题，如果真空度低，加之实验时间过长，则会造成试样表层氧化结壳，牵制热电偶随颈缩运动，影响实验结果。

发明内容：

本发明目的是提供一种检测钢材热装脆性的实验方法，解决背景技术中“脆化程度较轻”、“实验时间过长”以及“真空度要求较高”的问题，通过检验钢材是否具有热装脆性，判断钢材会否热装开裂。

本发明的技术方案是：

一种检测钢材热装脆性的实验方法，具体步骤是：①将待测钢种铸坯或轧材切削加工成试样；②实验前操作室抽真空并充氩气保护，防止试样氧化；③在热力模拟实验机上进行拉伸实验，试验方法中的奥氏体化温度、升温降温速度、拉伸温度参数随被测钢种的成分不同而改变；④试样拉断后，测量断口处面积以计算断面收缩率，作为高温塑性指标，来确定检验钢材是否具有热装脆性。

热力模拟试验机是利用小试样，进行冶金材料研究的重要手段，在新品开发和工艺优化中起重要作用，热力模拟实验机的主要功能是再现材料（特别是钢铁材料）在制备或热加工过程中的受热，或同时受热及受力的物理过程。

所说的热力模拟实验加热方式为电阻热加热。

本发明试验方法中的奥氏体化温度、升温降温速度、拉伸温度参数随被测钢种的成分不同而改变。

发明方法具体实验参数如下：

（1）奥氏体化处理

加热过程：升温速度依温度的高低不同而不同，1200℃以下，升温速度V1=5--20℃/s；1200--1350℃，升温速度V2=3--5℃/s；1350--1420℃，升温速度V3=0.5--1℃/s，升温速度随加热温度升高而逐渐降低是为了防止温度冲高，试样熔化；

奥氏体化温度和等温时间：奥氏体化温度T1为1200--1420℃，等温时间t1为15--500s，二者配合可以有效地控制MnS或AlN等析出物的溶解程度，这对于热装脆性的影响是很大的，因此，应根据钢中S或Al含量的不同，妥善地加以选择，而不能采用单一的加热制度；

（2）奥氏体化后的降温及升温过程

本发明是通过降温并升温的过程来模拟热装过程的，降温过程：降温过程的冷却速度V4为0.1--20℃/s，该值对热装脆性的影响是非常显著的；热装转折温度R为25--1100℃，通过改变该值可以测定出热装脆化温度区间；升温过程：升温速度V5为0.1--15℃/s，该值对热装脆性的影响同样是非常显著的；

（3）拉伸温度及拉伸应变速率

拉伸温度T2为900--1100℃，拉伸应变速率为0.05--0.0005s-1，直至试样被拉断为止。

本发明的有益效果：能够充分显示出材料的热装脆性，操作简便，耗时短，对真空度要求低，本发明方法既能充分反映材料的热装脆性,又不会将其夸大，它可以准确地测定钢材是否具有热装脆性（即是否存在V字形热装脆化槽），并可以确定钢材的热装脆化温度区间。

附图说明：

图1为拉伸实验示意图；

图2为本发明检测钢材热装脆性的实验方法曲线

图中：

V1：室温至1200℃加热速度，5--20℃/s

V2：1200--1350℃加热速度，3--5℃/s

V3：1350--1420℃加热速度，0.5--1℃/s

V4：奥氏体化后的冷速，0.1--20℃/s

V5：热装后升温速度，0.1--15℃/s

T1：奥氏体化温度，1200--1420℃

T2：拉伸温度，900--1100℃

t1：奥氏体化等温时间，15--500s

R：热装转折温度，25--1100℃；

图3为实施例一测得的“酸溶铝含量较高的试样1热装塑性曲线”；

图4为实施例二测得的“试样2热装塑性曲线”；

图5为实施例三测得的“试样3热装塑性曲线”。

具体实施方式：