[发明专利]一种高锰钢中元素分布规律的分析方法

说明书

本发明涉及高锰钢中元素分布规律的分析方法，考虑到高锰钢在加热处理和冷却过程中，缺陷部位氧化、大尺寸碳化物析出等因素均对元素分布分析有严重影响。本发明结合气氛保护和预热钢板夹持等多种手段，不仅能够防止试样表面氧化，而且可以实现试样受热均匀且快速升温。同时，本发明对加热处理后试样采用快速冷却的方式，有效避开冷却过程珠光体和大尺寸碳化物的析出。通过实施本发明，可以直观科学地采用金属原位分析方法分析研究高锰钢中元素的分布规律。

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种高锰钢中元素分布规律的分析方法。

背景技术

中心偏析是连铸坯的常见缺陷，主要表现为溶质元素在连铸坯中心的不均匀分布。当连铸坯发生严重中心偏析缺陷时，即使通过后续的控轧控冷工艺，也难以消除其对最终钢板性能的不利影响。以高锰钢为例，钢中Mn和C均为易偏析元素，由于连铸坯的中心偏析遗传到轧制后的钢板形成偏析分层，导致钢板的延伸性能明显降低。

传统的偏析检测方法使定点钻孔取样，由于采样点不连续，且分析结果为取样范围内元素的平均含量，所以造成分析结果波动大，准确性和重现性均不太理想。因此，定量、直观、准确地研究铸坯及轧材中元素的分布行为，有助于提出改善特定钢种中心偏析缺陷的冶炼、轧制工艺。特别是高锰钢，通常在发生严重中心偏析的部位附近伴随着缩孔和裂纹等缺陷，若在加热过程中氧气顺着缺陷氧化试样内部，严重影响试样中元素分布的分析。此外，高锰钢中Mn和C含量较高，大约900℃时奥氏体基体开始析出碳化物，尤其在共析温度附近，当冷却速率不足时，过冷奥氏体很快时间内开始共析分解成珠光体，导致大量碳化物偏聚，也会造成对试样中元素分布分析的影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，本发明旨在提供一种高锰钢中元素分布规律的分析方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。

本发明的上述技术目的将通过以下所述的技术方案予以实现。

一种高锰钢中元素分布规律的分析方法，包括如下步骤：

S1.选取高锰钢试样和两块耐热不锈钢板；

S2.将两块耐热不锈钢板进行加热并保温；

S3.将高锰钢试样夹持于两块耐热不锈钢板之间，并整体进行加热和保温；

S4.将加热保温后的高锰钢试样取出并快速冷却，对冷却后的所述高锰钢试样中元素的含量进行分析。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述高锰钢试样从高锰钢铸坯或轧材中切取获得。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S2和S3中的加热温度为880-920℃，保温时间为10-20分钟。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S2和S3在加热炉中进行加热并全程通入气氛进行保护。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述高锰钢试样长度和宽度为30～120mm、厚度为10～20mm；用于夹持所述高锰钢试样的两块耐热不锈钢板长度和宽度比所述高锰钢试样大5～20mm、厚度与所述高锰钢试样的厚度相同。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S4中快速冷却包括水冷、油冷或液氮冷却。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S4中对快速冷却后的所述高锰钢试样采用60目砂纸打磨，对打磨后的所述高锰钢试样进行扫描分析所述高锰钢试样中各元素的含量二维等高图。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，对所述含量二维等高图中各元素的偏析位置、偏析带宽度及偏析程度进行统计分析，得到各元素的含量。