檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法
2023-05-30 10:05:56 5
檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法
【專利摘要】本發明提供了一種檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法，包括如下步驟：製備檢測試樣；然後將檢測試樣放入坩堝一起置於金相加熱爐中，經先抽真空後通入氬氣的三次重複操作後，向金相加熱爐中持續通入純度大於99.999%的高純氬氣，作為檢測試樣加熱時的保護氣；最後將檢測試樣先以150℃/min的速度連續加熱至800℃，並恆溫保持120秒，再以15℃/min的速度連續加熱至1350℃；在加熱過程中，金相加熱爐上方的高溫雷射成像系統以每0.1℃的溫度間隔連續獲得檢測試樣的奧氏體晶粒尺寸照片；將奧氏體晶粒開始長大的溫度作為奧氏體粗化溫度。本發明提供了一種檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法，具有耗時短和檢測溫度精確的特點。
【專利說明】檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬材料檢測【技術領域】，特別涉及一種檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法。
【背景技術】
[0002]奧氏體粗化溫度Tec是一種影響奧氏體晶粒尺寸的重要參數，當加熱溫度大於Tec 時，奧氏體晶粒粗化長大，給軋制過程細化晶粒尺寸帶來無法彌補的缺陷，會降低熱軋鋼 板的韌性；當加熱溫度低於Ttx時，溶解於奧氏體中的第二相粒子較少，降低了熱軋後第二 相粒子的彌散析出強化效果。為防止奧氏體晶粒的粗化且保證第二相粒子的固溶量，研究 試驗鋼的奧氏體粗化溫度Tee是非常必要的。然而，當前檢測鋼的奧氏體粗化溫度Tee存在 兩個耗時長、精度低的問題。以趙西成研究鈦含量對20MnMoB鋼奧氏體晶粒度及晶粒粗化 溫度的影響為例，為得到準確的奧氏體粗化溫度Tgc,需將試樣在860?1100°C之間，每隔 20°C作為一個加熱溫度做保溫試驗。在每個溫度保溫3h後水淬，用過飽和苦味酸水溶液 加適量海鷗牌洗髮膏的腐蝕劑顯示奧氏體晶界。最終採用弦切法測定奧氏體晶粒尺寸，並 確定奧氏體晶粒粗化溫度。不考慮加熱爐升溫降溫時間，僅在860?1100°C之間每隔20°C 選擇一個溫度保溫3小時，就需要耗時39h。考慮到加熱爐升溫、保溫、降溫、制樣、侵蝕和測 量晶粒度的時間，得到一個鋼種的奧氏體粗化溫度Ttx共需要50小時以上，耗時非常長。此 夕卜，由於溫度間隔為20°C，最終得到的奧氏體粗化溫度Ttx並非準確的粗化溫度，精度低。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種快速精確檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發明提供了一種檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法，包括如 下步驟:
[0005]I)製備檢測試樣；
[0006]2)將檢測試樣放入坩堝一起置於金相加熱爐中，經先抽真空後通入氬氣的三次重 復操作，然後向金相加熱爐中持續通入純度大於99.999%的高純氬氣，作為所述檢測試樣 加熱時的保護氣；
[0007]3)將檢測試樣先以150°C /min的速度連續加熱至800°C，並恆溫保持120秒，再以 15°C /min的速度連續加熱至1350°C ；
[0008]4)在加熱過程中，金相加熱爐上方的高溫雷射成像系統以每0.1°C的溫度間隔連 續獲得檢測試樣的奧氏體晶粒尺寸照片；
[0009]5)將奧氏體晶粒開始長大的溫度作為奧氏體粗化溫度。
[0010]進一步地，所述檢測試樣在金相加熱爐中的加熱是在真空狀態下進行。
[0011]進一步地，所述真空狀態的真空度控制在10_3-10_4Torr。
[0012]進一步地，所述高溫雷射成像系統為He-Ne雷射源組成的高溫雷射成像系統。
[0013]進一步地，所述製備檢測試樣包括:[0014]a.將需要檢測的鋼種製備成直徑為6-7.5mm,高度為2_3mm的圓柱體試樣；
[0015]b.對圓柱體試樣上表面打磨、拋光，然後對圓柱體試樣清洗得檢測試樣。
[0016]進一步地，所述對圓柱體試樣清洗是將圓柱體試樣放入超聲波清洗機中清洗，清 洗時間為8-12min。
[0017]進一步地，所述清洗使用的清洗劑是80-90%的乙醇溶液。
[0018]本發明提供的檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法，在金相加熱爐內對檢測試樣進行連 續加熱，並在金相加熱爐的上方配置有He-Ne雷射源組成的高溫雷射成像系統。加熱過程 中成像系統的高溫雷射共焦掃描顯微鏡用He-Ne雷射束照射檢測試樣表面，將反射信號傳 入計算機系統，記錄在視頻文件中，並以每0.1°C的溫度間隔連續獲得檢測試樣的一系列溫 度下的奧氏體晶粒尺寸照片，將奧氏體晶粒開始長大的溫度作為奧氏體粗化溫度。通過每
0.TC的溫度間隔獲得的奧氏體晶粒尺寸照片，對連續加熱過程中奧氏體晶粒尺寸變化進 行原位觀察，僅需要大約Ih時間，就能獲得準確的奧氏體粗化溫度，為實際生產過程中加 熱爐均熱溫度參數的確定提供依據，具有快速，精確和操作簡便的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明實施例提供的檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法的工藝流程圖。
[0020]圖2為本發明實施例提供的檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法中獲得的1164°C奧氏 體晶粒照片。
[0021]圖3為本發明實施例提供的檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法中獲得的1196°C奧氏 體晶粒照片。
[0022]圖4為本發明實施例提供的檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法中獲得的1210°C奧氏 體晶粒照片。
[0023]圖5為本發明實施例提供的檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法中獲得的1228°C奧氏 體晶粒照片。
[0024]圖6為本發明實施例提供的檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法中獲得的1255°C奧氏 體晶粒照片。
[0025]圖7為本發明實施例提供的檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法中獲得的1315°C奧氏 體晶粒照片。
【具體實施方式】
[0026]參見圖1，本發明實施例提供的一種檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法，包括如下步 驟:
[0027]步驟101:製備檢測試樣；
[0028]步驟102:將檢測試樣放入坩堝一起置於金相加熱爐中，經先抽真空後通入氬氣 的三次重複操作，然後向金相加熱爐中持續通入純度大於99.999%的高純氬氣，作為檢測 試樣加熱時的保護氣；
[0029]步驟103:將檢測試樣先以150°C /min的速度連續加熱至800°C，並恆溫保持120 秒，再以15°C /min的速度連續加熱至1350°C ；
[0030]步驟104:在加熱過程中，金相加熱爐上方的高溫雷射成像系統以每0.1°C的溫度間隔連續獲得檢測試樣的奧氏體晶粒尺寸照片；
[0031]步驟105:將奧氏體晶粒開始長大的溫度作為奧氏體粗化溫度。
[0032]其中，檢測試樣在金相加熱爐中的加熱是在真空狀態下進行，且真空狀態的真空 度控制在 IO-3-1(T4Torrtj
[0033]其中，高溫雷射成像系統為He-Ne雷射源組成的高溫雷射成像系統。
[0034]其中，製備檢測試樣包括:
[0035]a.將需要檢測的鋼種製備成直徑為6-7.5mm,高度為2_3mm的圓柱體試樣；
[0036]b.對圓柱體試樣上表面打磨、拋光，然後對圓柱體試樣清洗得檢測試樣。
[0037]其中，對圓柱體試樣清洗是將圓柱體試樣放入超聲波清洗機中清洗，清洗時間為 8-12min。清洗使用的清洗劑是80-90%的乙醇溶液。
[0038]現以YF45MnVS鋼奧氏體粗化溫度的確定為例做基本說明:
[0039]利用線切割製備試樣，試樣直徑為6.5mm,高度為3mm的圓柱體；
[0040]將圓柱體試樣的上表面經過粗磨、細磨，金剛石拋光劑拋光，拋光3分鐘，然後將 圓柱體試樣放入超聲波清洗機中用80-90%的乙醇溶液作清洗劑清洗IOmin得檢測試樣。
[0041]將檢測試樣放入純剛玉坩堝內，再和坩堝一起置於金相加熱爐中，對坩堝進行先 抽真空後通入99.99%的高純氬氣的三次重複操作後，在真空度為10_3-10_4Torr的真空狀態 下，向金相加熱爐中持續通入純度大於99.999%的高純氬氣。然後在金相加熱爐中以高純 氬氣作保護氣氛對檢測試樣進行加熱，由於在800°C之前鋼基體為鐵素體區，為了節省時間 以150°C /min的速度快速加熱至800°C，並恆溫保持120秒後，再以15°C /min的速度連續加 熱至1350°C，由於溫度達到800°C之後鋼基體進入奧氏體區，此時用緩慢的加熱速度可以 防止升溫速率過高造成的試樣過熱而不利於得到精確的奧氏體粗化溫度。在加熱過程中， 設置在金相加熱爐上方的He-Ne雷射源組成的高溫雷射成像系統，通過高溫雷射共焦掃描 顯微鏡用He-Ne雷射束照射試樣表面，將反射信號傳入計算機系統，記錄在視頻文件中，實 現對加熱試樣的同步原位觀察，以每0.1°C的溫度間隔連續獲得檢測試樣在一系列溫度下 的奧氏體晶粒尺寸照片。圖2-圖7所示為不同溫度下的奧氏體晶粒照片。通過照片可以 看出，溫度升高至1210°C之前，奧氏體晶粒基本保持不變。1210°C開始出現新的奧氏體晶 界，如圖4中箭頭所示。此後，隨著溫度升高，新晶界組成的晶粒逐漸取代舊晶粒，且晶粒尺 寸顯著長大，詳見圖5-圖7。由不同溫度下奧氏體晶粒對比可知，1210°C時奧氏體晶粒開始 粗化長大，此溫度即為YF45MnVS鋼種的奧氏體粗化溫度Tec。
[0042]本發明提供的檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法，利用高溫雷射成像系統的高溫雷射 共聚焦掃描顯微鏡能夠在I小時內，快速測定出鋼材精確的奧氏體粗化溫度。與傳統的方 法相比，本發明具有耗時短和檢測溫度精確的特徵。
[0043]最後所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發明的技術方案而非限制， 儘管參照實例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明 的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋 在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法，其特徵在於，包括如下步驟:1)製備檢測試樣；2)將所述檢測試樣放入坩堝一起置於金相加熱爐中，經先抽真空後通入氬氣的三次重 復操作，然後向所述金相加熱爐中持續通入純度大於99.999%的高純氬氣，作為所述檢測 試樣加熱時的保護氣；3)將所述檢測試樣先以150°C/min的速度連續加熱至800°C，並恆溫保持120秒，再以 15°C /min的速度連續加熱至1350°C ；4)在加熱過程中，所述金相加熱爐上方的高溫雷射成像系統以每0.1°C的溫度間隔連 續獲得檢測試樣的奧氏體晶粒尺寸照片；5)將奧氏體晶粒開始長大的溫度作為奧氏體粗化溫度。
2.根據權利要求1所述的檢測奧氏體粗化溫度的方法，其特徵在於:所述檢測試樣在 所述金相加熱爐中的加熱是在真空狀態下進行。
3.根據權利要求2所述的檢測奧氏體粗化溫度的方法，其特徵在於:所述真空狀態的 真空度控制在10-3-l(T4Torr。
4.根據權利要求1所述的檢測奧氏體粗化溫度的方法，其特徵在於:所述高溫雷射成 像系統為He-Ne雷射源組成的高溫雷射成像系統。
5.根據權利要求1所述的檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法，其特徵在於:所述製備檢測 試樣包括:a.將需要檢測的鋼種製備成直徑為6-7.5mm，高度為2_3mm的圓柱體試樣；b.對圓柱體試樣上表面打磨、拋光,然後對圓柱體試樣清洗得檢測試樣。
6.根據權利要求5所述的檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法，其特徵在於:所述對圓柱體 試樣清洗是將圓柱體試樣放入超聲波清洗機中清洗，清洗時間為8-12min。
7.根據權利要求6所述的檢測鋼奧氏體粗化溫度的方法，其特徵在於:所述清洗使用 的清洗劑是80-90%的乙醇溶液。
【文檔編號】G01N25/12GK103592328SQ201310552072
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】邵肖靜, 季晨曦, 崔陽, 朱國森, 李海波, 潘宏偉, 李飛, 包春林, 陳斌, 劉柏松, 陽代軍 申請人:首鋼總公司