[发明专利]一种用于检测钢中大颗粒氧化物夹杂含量的方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金洁净钢生产领域，具体涉及一种用于检测钢中大颗粒氧化物夹杂含量的方法。

背景技术

钢中大颗粒夹杂物对钢的洁净度和最终产品质量都有极大的影响。研究表明，大部分冷轧板表面缺陷均与夹杂物有关，夹杂物的存在也影响钢材的疲劳寿命。钢中大颗粒夹杂多来源于浇注过程的卷渣、二次氧化、耐材剥落等，主要为大尺寸的氧化物夹杂。存在于钢中的非金属夹杂物，尤其是大颗粒非金属夹杂物在后续轧制过程中在颗粒周围容易产生应力集中区，当夹杂物周围应力超过钢材的抗拉强度时，基体就会出现开裂，微裂纹伴随轧制逐步延伸最终可能演变为表面宏观缺陷。因此，定量预测钢中大颗粒非金属夹杂物对于纯净钢的冶炼至关重要。

研究钢中大型夹杂物的传统方法主要为金相法和电解法。金相法试样小，观察面积有限，很难准确定量大颗粒夹杂物的含量；电解法可以提取得到试样中夹杂物，但是电解过程夹杂物易受电解液侵蚀而损失，在淘洗、还原和筛选过程中，夹杂物也容易丢失和受到外界污染，因此定量不准确。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种用于检测钢中大颗粒氧化物夹杂含量的方法，所述方法通过对钢中以夹杂物形式存在的氧和溶解氧形式存在的氧进行测量，以GB/T 11261-2006的方法测定的钢中氧的含量代表所测试样中以氧化物夹杂形式存在的氧含量，判断待测钢样：长a*宽b*高c中>10μm的大颗粒氧化物夹杂的平均含量，并用待测试样中多个点测定全氧的波动差值来表征；

进一步地，所述方法包括以下步骤；

进一步地，(1)铸坯取样：在冶炼生产中，在不同工序处取提桶试样或者在铸坯取样，并且记录此条件生产时铸坯的位置及长度；

(2)制备钢样标准试样：将待测的钢样粗加工成25mm*25mm*30mm的标准试样，并将标准试样表面打磨到光洁度Ra 3.2μm以上；

(3)选择标准试样中氧含量测点:从标准试样长宽面的表面切取的棒样，依次从左至右每行4支，从上至下每列4支，共16支；

(4)制备不同氧含量的测点试样：将棒样车制成的棒样，表面抛光至Ra 1.6μm以上，剪切掉头、尾部后将中间部分试样用超声波清洗器用乙醚和丙酮依次清洗后吹干；

(5)测定全氧含量：采用GB/T 11261-2006的方法对钢样进行加工和测点中氧含量进行测量；

(6)评估试样中大颗粒夹杂物含量:记录试样的16个测点中全氧的最小值T.Omin，最大值T.Omax和所有测点值的平均值T.Oave，评估试样中>10μm大颗粒氧化物夹杂的平均含量范围为(T.Omax-T.Oave)～(T.Omax-T.Omin)mg/kg之间；

进一步地，所述步骤(2)中最小待测标准试样尺寸为25mm(长)*25mm(宽)*30mm(高)或最小待测标准试样尺寸的整数倍；

进一步地，所述待测试样中不同测点氧含量的最大测值为T.O_max，最小测值为T.Omin，平均测值T.O_ave定量表达为(T.O_max-T.O_ave)～(T.O_max-T.O_min)mg/kg；

进一步地，对于n倍整数标准试样长宽和m倍整数标准试样高的待测试样，可将待测试样分解为n²*m个标准试样，将待测试样中n²*m个标准试样中>10μm大颗粒氧化物夹杂含量分别进行计算，n²*m个标准试样中的下限值和上限值为最终待测试样中>10μm大颗粒氧化物夹杂含量；

本发明的有益效果如下：

1)本发明可以快速、准确评估待测试样中>10μm氧化物夹杂的含量水平；传统用于检测钢中大颗粒夹杂物含量的大样电解法，电解周期一般在15天以上，且电解过程溶液对夹杂物侵蚀严重，淘洗和还原过程夹杂物均会损失，实际定量得到的夹杂物远低于实际水平，相比大样电解法，本发明的方法极大的缩短了传统方法的检测周期且对大颗粒氧化物夹杂的用于检测更准确；

2)本发明可以定量评估冶炼过程钢液中的大颗粒氧化物夹杂含量，实现对冶炼过程不同工序节点大颗粒夹杂物含量的跟踪，从而预测不同冶炼工序钢中大颗粒夹杂物的变化，指导在洁净钢生产过程的工艺优化；传统技术缺乏有效定量冶炼过程钢液中大颗粒夹杂物含量的有效手段；