[发明专利]一种用于观察钢中非金属夹杂物真实形貌的方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢连铸技术领域，特别是提供了一种表征钢中非金属夹杂物 形貌的方法，对炼钢连铸过程中钢液洁净度控制以及各种不同类型非金属夹杂 物在钢液中存在的真实形貌的揭示有着重要意义。

背景技术

钢中非金属夹杂物极大的影响着钢液的纯净度。随着对钢质量要求的越来 越严格，如何有效的认识与改善钢中非金属夹杂物也越发显得重要。只有对钢 中非金属夹杂物的形态有准确认识才能在冶炼过程中对其达到很好的控制和 去除。

传统表征钢中夹杂物的方法主要有：

(1)金相显微镜观测法(MMO)；用光学显微镜检测二维钢样薄片通过观察 夹杂物的形状、光学特征或用化学法辅助测定夹杂物类型、尺寸、分布情况。

(2)图像扫描法(IA)；采用高速计算机显微镜扫描图像，根据灰度的断续分 辨明暗区，容易测定较大面积和较多数量的夹杂物，自动化程度高，可获得体 积分数、粒度分布直方图、定量等信息，但易受到如划痕、麻点、凹坑、尘埃 等干扰，使分析准确性降低。

(3)硫印法；通过对硫富集区进行腐蚀，区分宏观夹杂和裂纹。

(4)电解法；以钢样为阳极，电解槽为阴极，通电后钢的基体呈离子状态 进入溶液溶解，非金属夹杂物被保留。然后对阳极泥淘洗、磁选、还原分离得 到夹杂物。

(5)电子束熔炼法(EB)；在真空条件下，用电子束熔化钢样，夹杂物上浮 到钢水表面，通常电子束熔炼查找的是上浮夹杂物特定区域。

(6)水冷坩埚熔炼法(CC)；在电子束熔炼的条件下，先将熔融钢样表面的 夹杂物浓缩，冷却后，样品被分解，夹杂物被分离出来。

(7)扫描电子显微镜法(SEM)；将电子束用电磁透镜聚焦照射于试样表面， 同时用电子束扫描，在显像管上显示出试样发出的信号，可清晰地观测到各种 夹杂物的主体像，了解其分布和形态，用电子探针分析仪(EPMA)测定其组成 及含量。

(8)金属原位分析仪；通过对无预燃、连续扫描激发的火花放电所产生的 光谱信号进行高速的数据采集和解析，测定样品表面不同位置的原始状态下的 化学成分分布、缺陷判别和夹杂状态分析，可获得夹杂物数量、组成、分布和 粒度等多方面的信息。

(9)曼内斯曼夹杂物检测法(MIDAS)。使钢样波动排除气泡，然后超声扫描 检测固态夹杂物和固气复合夹杂物。

(10)激光衍射颗粒尺寸分析法(LDPSA)。采用激光技术检测夹杂物的尺寸 分布。

(11)X射线衍射法(XPD)。采用X射线对夹杂中的未知物定性、定量，并对 其结构进行测定。

(12)X射线光电子光谱法或X射线光电子能谱法(XPS)。对被分析表面进行 定性及定量元素分析，采用X射线检测尺寸大于10μm的夹杂物化学状态。

(13)俄歇电子光谱法(AES)。采用电子束检测夹杂物化学状态，以电子束 照射固体表面，分析俄歇过程从固体表面放射出来的二次电子的动能，从而进 行元素测定的方法。

(14)光电扫描法。分析用其他方法分离出来的夹杂物的光电扫描信号，以 检测其尺寸分布。

(15)钢水超声技术。吸收超声脉冲反射信号，在线检测钢中夹杂物，在钢 样的超声技术方面，高频超声波对于氧化物夹杂能产生很强烈的缺陷波反射， 高频探伤仪可检测＞30μm夹杂物的近似形状和尺寸。

传统表征非金属夹杂物的方法众多，但是都不容易直接观察到钢中非金属 夹杂物的真实三维形貌。金相法只能观察到夹杂物的二维形貌，电解法虽然可 以提取出钢中非金属夹杂物，但是夹杂物的形貌在电解和淘洗过程中容易被破 坏，化学成分容易受到电解过程阳极反应的影响而不准确，且存在电解时间长， 操作困难等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于观察钢中非金属夹杂物真实形貌的方法， 利用简单的磨样和电解设备可以方便快捷的制备出适合观察钢中非金属夹杂 物真实形貌的试样，结合金相显微镜或扫描电镜或场发射电镜和能谱仪可以直 观的了解钢中非金属夹杂物的三维形貌和成分。

本发明一种用于观察钢中非金属夹杂物真实形貌的方法，包括以下步骤：

1)制备金相试样，将待观察面用砂纸打磨，然后利用抛光机抛成镜面；