[发明专利]一种连铸坯枝晶间夹杂位置的检测方法

说明书

本发明提供了一种连铸坯枝晶间夹杂位置的检测方法，包括以下步骤：A)将连铸坯试样腐蚀，得到连铸坯的枝晶形貌；B)采用硬度仪在枝晶形貌中做若干标记点，得到带有标记点的枝晶照片；C)将试样抛光后，得到所述标记点的具体坐标值，以标记点以外的区域进行夹杂物自动扫描，将夹杂物的扫描信息和标记点的坐标信息作图，得到夹杂物分布图；D)将所述枝晶照片和所述夹杂物分布图以相同的标记点进行叠加，得到枝晶中夹杂物析出位置和析出尺寸信息。该种方法可以通过实际检测信息得到夹杂和枝晶分布结果，为实际生产提供指导。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种连铸坯枝晶间夹杂位置的检测方法。

背景技术

大颗粒夹杂物对钢材的性能非常不利。比如重轨钢中的大颗粒MnS夹杂对其横向韧性和各向异性不利，一般要求不超过2.0级；管线钢中大颗粒TiN夹杂对拉伸性能有不利影响，容易导致开裂。一些夹杂物在钢液中就存在，比如Al₂O₃夹杂；而一些夹杂物是在铸坯凝固过程中产生的，比如MnS和TiN夹杂。因此，针对MnS和TiN夹杂，控制钢液的凝固行为是避免大颗粒夹杂产生的重要手段。钢液的凝固行为主要通过枝晶间距、枝晶尺寸等体现。而MnS等夹杂物在枝晶的具体位置，可以为凝固工艺控制夹杂提供依据。因此，为了控制铸坯中的大颗粒夹杂物，需要明确其枝晶析出特点，从而改善凝固工艺。然而，目前未见枝晶间夹杂位置的检测手段。

申请号为201911276719.7的中国专利涉及一种硫系易切削钢连铸坯枝晶间距的测定方法，属于金属材料检测技术领域；具体步骤及参数为：首先将试样清洗研磨、抛光后放入电镜分析；之后进行非金属夹杂物的自动统计分析：调整探针电流使得电子束下易切削钢试样的死时间达到20～30％等设置；经过闭运算图像处理后得到所有视场拼接的夹杂物分布图，依据其元素及含量信息进行筛选，将S含量≥0.1％且Mn含量≥0.1％的判定为硫化锰夹杂；得到硫化锰夹杂分布图；最后测量数量≥10个位置取平均值，获得二次枝晶间距的最终测量值。该测定方法的优点在于：方法简便，测得的枝晶间距值准确，分析扫描区域可连续拼接，测量面积达100mm²以上。该专利通过夹杂物的分布，间接推测得到枝晶的分布计算二次枝晶间距，与实际有差距。

申请号为201710470968.4的中国专利涉及一种钢连铸坯中MnS夹杂物尺寸预测方法；该方法包括如下步骤：根据钢连铸凝固过程固液界面推进速率V和温度梯度G获取一次枝晶臂距离λ1；将一次枝晶臂距离λ1带入节点i的面积Ai与节点i的映射关系、以及节点j的面积Aj与节点j的映射关系；根据两个映射关系以及计算域中控制单元体积内溶质元素Mn和S质量守恒特性，获取计算域内MnS夹杂物析出质量；根据MnS夹杂物析出质量获取MnS夹杂物的半径值。由此，建立了钢中MnS夹杂物尺寸与连铸坯凝固枝晶组织枝晶的定量关系，能够根据连铸坯凝固组织定量预测钢中MnS夹杂物尺寸，为连铸坯MnS夹杂物控制提供了新思路。该专利通过计算的方法，预测夹杂物的尺寸和枝晶参数，与实际有差距。

申请号为201810011563.9的中国专利涉及一种降低重轨钢中A类夹杂物评级的连铸坯凝固组织控制方法，该方法通过确定重轨钢钢轨中A类夹杂物尺寸，结合铸坯压缩比确定重轨钢连铸坯中MnS夹杂物尺寸限制条件，并以此作为连铸坯MnS夹杂物控制的基础条件，结合重轨钢钢中成分和工艺条件，计算不同重轨钢中S含量的连铸坯凝固组织(一次枝晶间距λ1)，确定连铸坯中MnS尺寸与钢中S含量和一次枝晶间距之间的定量关系；在此基础上，结合重轨钢连铸坯中MnS夹杂物尺寸限制条件，定量确定重轨钢中不同S含量条件下，所需控制的连铸坯凝固组织，从而达到满足重轨钢A类夹杂物控制要求。本发明首次提出通过控制凝固组织的一次枝晶间距达到有效控制硫化锰夹杂物尺寸的目的；但是该专利通过计算的方法，预测夹杂物的尺寸和枝晶参数，同样与实际有差距。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种连铸坯枝晶间夹杂位置的检测方法，该检测方法可精确得到夹杂物和枝晶分布结果。

有鉴于此，本申请提供了一种连铸坯枝晶间夹杂位置的检测方法，包括以下步骤：