一種含錳鋼連鑄坯枝晶間距的測定方法
【專利摘要】一種含錳鋼連鑄坯枝晶間距的測定方法，屬于金屬材料檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。所采用的技術(shù)方案是首先將試樣研磨、拋光，然后利用電子探針對鑄坯中的錳元素進行面分析，最后通過錳元素的面分布圖來測量枝晶間距。優(yōu)點在于，該方法可以準確測量連鑄坯的一次和二次枝晶間距，且測量方法簡便。
【專利說明】一種含錳鋼連鑄坯枝晶間距的測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種含錳鋼連鑄坯枝晶間距的測定方法。
技術(shù)背景
[0002]在鋼水凝固過程中，以樹枝晶的形式生長是一種主要方式，按凝固時晶體生長的先后順序分為一次枝晶、二次枝晶等。沿傳熱方向首先生長的樹枝晶的主干稱之為一次枝晶，這種沿?zé)崃鞣较蚴紫任龀龅摹⑾嗷テ叫猩L的樹枝晶主干(一次枝晶)之間的距離稱為一次枝晶間距。在一次枝晶主干上，垂直主干生長方向生長的次一級枝晶之間的距離稱為二次枝晶間距。枝晶間距是一個重要的參數(shù)，枝晶間距的大小與組織中顯微偏析、夾雜物的形成、微裂紋與縮松的產(chǎn)生等都有密切的關(guān)系。人們可根據(jù)連鑄坯凝固的一次枝晶間距、二次枝晶間距參數(shù)推測連鑄鋼水在二冷階段的冷卻速度，二冷強度等凝固條件，從而達到合理調(diào)整工藝參數(shù)，減輕偏析、減少夾雜的目的。
[0003]目前含錳鋼連鑄坯枝晶間距的測定方法主要是金相法，即選擇合適的腐蝕液對拋光后的試樣進行浸蝕，使之顯示出連鑄坯凝固組織的枝晶形態(tài)，然后利用金相圖像分析軟件來測定一、二次枝晶間距。但是該方法在連鑄坯凝固組織的顯示方面有一定難度，盡管GB/T226 “鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法”標(biāo)準中推薦了一些常用的枝晶腐蝕方法，但由于碳含量、合金元素以及軋制壓下量等因素對枝晶的顯示有著不同的影響，所以針對具體的連鑄坯，需要采用特定的浸蝕方法才能較好地顯示樹枝晶組織，而目前浸蝕方法的選擇尚不夠全面和完善，要求分析人員多次試驗摸索以確定所分析鋼種最佳的浸蝕液配比、浸蝕時間、浸蝕溫度等具體參數(shù)，因此實驗過程復(fù)雜，耗時費力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種含錳鋼連鑄坯枝晶間距的測定方法，利用錳元素極易在鑄坯枝晶間偏析的特點，首先通過電子探針測試鑄坯中錳元素的分布，然后根據(jù)錳元素的面分布圖來間接測量枝晶間距。該測定方法簡便、測得的枝晶間距準確度高。
[0005]本發(fā)明的工藝步驟如下:
[0006](I)樣品準備
[0007]首先切取鑄坯試樣，清洗干凈后研磨、拋光，然后放入電子探針樣品室進行觀察測試。
[0008](2)電子探針面分析
[0009]第一步:打開電子探針分析軟件的“Mapping”模塊，設(shè)置分析元素、加速電壓、束流、束斑尺寸、分析區(qū)域等參數(shù)，進行Mn元素的面掃描分析。
[0010]第二步:待分析完成后，點擊“color setting”圖標(biāo),對Mn兀素面分析圖進行顏色優(yōu)化處理，獲得最佳顯示的Mn元素枝晶偏析面分布圖，并存儲圖片。
[0011](3)枝晶間距測量[0012]打開最佳顯示的Mn元素枝晶偏析面分布圖，點擊“measurement”圖標(biāo),對該面分析圖上勾勒的一次枝晶和二次枝晶分別進行枝晶間距測量。測量平行排列的相鄰兩根枝晶間的距離，5次測量取平均值，獲得一、二次枝晶間距的最終測量值。
[0013]步驟(2)中采用優(yōu)化的分析條件，即選擇Mn元素作為分析元素，設(shè)置加速電壓為20KV，束流為 500nA。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:該方法直接采用鑄坯拋光試樣，不需要對試樣進行腐蝕處理，免去了復(fù)雜的枝晶組織顯示試驗；設(shè)置優(yōu)化的分析條件，電子探針可自動完成Mn元素的面分析，操作簡單；含錳鋼連鑄坯中，Mn是主要的枝晶偏析元素，Mn元素的枝晶偏析面分布圖可明顯地勾勒出一次枝晶和二次枝晶的輪廓，故枝晶間距的測量值準確度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為X80板坯取樣示意圖。
[0016]圖2為Mn元素的枝晶偏析面分布圖。
[0017]圖3為X80板坯的枝晶形態(tài)圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】，以X80管線鋼連鑄板坯為例。
[0019]試驗過程具體如下:
[0020](1)樣品制備
[0021]首先從X80板坯橫截面心部區(qū)域切取塊狀試樣(圖1)，試樣尺寸為:長度30mm，寬度18_，厚度20_，然后將該試樣清洗干凈并進行研磨、拋光，之后放入電子探針樣品室進行觀察測試。
[0022](2)電子探針面分析
[0023]第一步:打開電子探針分析軟件的“Mapping”模塊，選擇Mn元素作為分析元素，設(shè)置加速電壓20KV,束流500nA,束斑尺寸I μ m,選擇4mmX2.9mm分析區(qū)域，點擊“Operate”進行Mn元素的面掃描分析。
[0024]第二步:待分析完成后，點擊“color setting”圖標(biāo),對Mn元素面分析圖進行顏色優(yōu)化處理，獲得最佳顯示的Mn元素枝晶偏析面分布圖(圖2)，并存儲圖片。
[0025](3)枝晶間距測量
[0026]打開最佳顯示的Mn元素枝晶偏析面分布圖，點擊“measurement”圖標(biāo),對該面分析圖上勾勒的一次枝晶和二次枝晶分別進行枝晶間距測量，一次枝晶間距的測量方向如圖2中箭頭a所示，二次枝晶間距的測量方向如圖2中箭頭b所示。測量平行排列的相鄰兩根枝晶間的距離，5次測量取平均值，獲得具體的測量結(jié)果見表1。
[0027]表1X80板坯的枝晶間距電子探針測量結(jié)果，單位:μ m
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種含錳鋼連鑄坯枝晶間距的測定方法，其特征在于，工藝步驟如下: (1)樣品準備 切取鑄坯試樣，清洗干凈后研磨、拋光，然后放入電子探針樣品室進行觀察測試； (2)電子探針面分析 第一步:打開電子探針分析軟件的“Mapping”模塊，設(shè)置分析元素、加速電壓、束流、束斑尺寸、分析區(qū)域參數(shù)，進行Mn元素的面掃描分析； 第二步:待分析完成后，點擊“color setting”圖標(biāo)，對Mn元素面分析圖進行顏色優(yōu)化處理，獲得最佳顯示的Mn元素枝晶偏析面分布圖，并存儲圖片； (3)枝晶間距測量 打開最佳顯示的Mn元素枝晶偏析面分布圖，點擊“measurement”圖標(biāo),對該面分析圖上勾勒的一次枝晶和二次枝晶分別進行枝晶間距測量；測量平行排列的相鄰兩根枝晶間的距離，5次測量取平均值，獲得一、二次枝晶間距的最終測量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定方法，其特征在于:步驟(2)中采用優(yōu)化的分析條件，即選擇Mn元素作為分析元素,設(shè)置加速電壓為20KV,束流為500nA。
【文檔編號】G01B15/00GK103791862SQ201410028834
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】嚴春蓮, 鞠新華, 溫娟, 史學(xué)星 申請人:首鋼總公司