[发明专利]一种70t级至600t级钢锭质量与组织、性能解剖检验方法

摘要

本发明涉及百吨级以上钢锭解剖分析研究技术，具体为一种70吨级至600吨级钢锭质量与组织、性能解剖检验方法。该方法主要包括钢锭解剖关键位置与方法、钢锭试样热处理工艺、钢锭检测区域表面处理方法、高精度硫分布、氧分布、磷分布分析检测方法、关键区域化学成分分析检验方法、根据不同钢种采用不同腐蚀液分阶段不同浓度腐蚀方法、分析检测区域图像、结果后处理方法，低倍组织与金相图像分析方法等。本发明能够使钢锭检测区域表面满足冷酸腐蚀检验要求，能够清晰观察大型钢锭的凝固组织和宏观铸造缺陷，能够准确地确定硫化物、氧化物、磷化物分布位置及硫、磷、碳元素偏析分布情况，为改善凝固组织，消除铸造缺陷提供了有利的依据。

主权项

1.一种70t级至600t级钢锭质量与组织、性能解剖检验方法，其特征在于，包括钢锭解剖关键位置与方法、钢锭试样热处理工艺、钢锭检测区域表面处理方法、高精度硫分布、氧分布、磷分布分析检测方法、关键区域化学成分分析检验方法、根据不同钢种采用不同腐蚀液分阶段不同浓度腐蚀方法、分析检测区域图像、结果后处理方法、低倍组织与金相图像分析方法；其中，(1)钢锭解剖关键位置与方法钢锭浇铸后，锭身表面温度在800℃-1000℃的范围内进行脱模，钢锭脱模后，采用的吹氧管对钢锭进行高度方向解剖；解剖过程保留钢锭区域为200mm-500mm厚，为钢锭的中心部位，钢锭解剖完成时钢锭表面温度在300℃-600℃之间；(2)钢锭试样热处理工艺解剖后的试样在30min以内送入300±10℃的热处理炉，在300±10℃时保温5-12h，保温后以20-30℃/h的升温速度升温到600℃～630℃，在此温度下进行10-30h保温，保温后随炉冷却，冷却到100℃以下出炉；(3)钢锭检测区域表面处理方法首先采用机械加工的方法将解剖后的钢锭试样进行机加，保证最后钢锭试样尺寸在30～100mm之内，且为整个钢锭的中心部位；再分别采用150号、400号、600号、800号、1000号以及1200号砂纸对检测区域进行磨洗与抛光，确保表面粗糙度达到Ra＝0.8μm以上；(4)根据不同钢种采用不同腐蚀液分阶段不同浓度腐蚀方法采用冷酸腐蚀液为硝酸，浓度范围在10wt％～40wt％，温度为20-40℃；前期腐蚀酸浓度较大，采用20％-40％的硝酸进行腐蚀1-5min；后期腐蚀酸浓度较小，采用10％-20％浓度的硝酸，腐蚀2-10min，对钢锭检验区域进行低倍组织检验。(5)高精度硫分布、氧分布、磷分布分析检测方法、关键区域化学成分分析检验方法首先，采用低倍贴印法，将钢锭试样经过腐蚀以后，经过采用40℃-80℃热水清洗，并烘干；检测区域涂抹普通成像剂，厚度为0.5-1.5mm，再用相纸覆盖10-15min；运用定影液浸泡5-30min，之后采用常规的显像方法显像；然后，根据钢锭宏观组织分布情况在检验面上取屑，描绘出整个钢锭偏析情况与宏观组织对应关系；在钢锭检验面取屑进行元素化学成分分析，采用的钻头进行取屑，钻取深度在10-30mm内，每个间距1-20mm；再通过化学分析进行元素分析，描绘出整个钢锭C、S、P元素偏析情况；(6)分析检测区域图像、结果后处理方法除保存相纸相片以外，保存高分辨率的电子图片，采用高分辨率的扫描仪，分辨率在1024×768像素以上的扫描仪进行局部扫描，扫描后进行常规的图像处理；(7)低倍组织与金相图像分析方法采用直接测量或通过金相图像处理软件，对扫描图片进行图像分析。