[发明专利]一种低碳钢板坯连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法

说明书

本发明公开了一种低碳钢板坯连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法。本发明首先对连铸坯样进行预磨和抛光处理，然后在加热到40～70℃下过饱和的苦味酸溶剂中直接添加表面活性剂进行不超过30min的侵蚀，使连铸坯的凝固钩组织清晰地显露出来，实现凝固钩较高的侵蚀成功率，同时清晰地呈现凝固钩和周围枝晶组织的形貌，可以准确测量凝固钩特征参数。

技术领域

本发明涉及一种低碳钢凝固钩组织的侵蚀方法，属于钢铁材料分析方法技术领域。

背景技术

凝固钩，Hook，又称钩状坯壳，是一种钩状结构的凝固组织，在低碳钢和超低碳钢中较为常见，通常凝固钩深入连铸板坯表面以下0.5～3mm。在钢液凝固初期，凝固钩在结晶器中形成，结晶器振动使连铸坯表面出现了周期性的横向凹陷，即振痕，凝固钩从坯壳表面的振痕处向钢液内部生长，结晶器中上浮的气泡、夹杂物及卷入的保护渣接触到凝固钩组织后很容易被捕获，成为连铸坯表面或皮下夹杂(渣)或气孔缺陷。凝固钩甚至可以轻易捕获大于200μm的大型夹杂物。

这些缺陷在后工序的轧制过程中随着钢板的延伸而拉长，最终可能导致冷轧板表面的线状缺陷。在汽车外板等高等级冷轧板生产中成为制约产品表面质量，影响产品交货和客户满意度的重要问题。此外凝固钩还可能使铸坯产生横向裂纹以及导致P、Mn元素在凝固钩主线处的偏析。所以，凝固钩对连铸坯表面质量及终端产品质量都有很大的危害。一般炼钢厂为解决这一问题，不得不对连铸坯进行表面修磨或机清处理，导致连铸坯的成材率明显下降，还严重影响了炼钢厂的生产效率。

凝固钩形貌的侵蚀观察方法主要是，对样品进行简单的研磨抛光处理；配制浸蚀溶剂，浸蚀溶剂一般选用饱和苦味酸溶液(2，4，6-三硝基苯酚)，部分研究中向浸蚀溶剂中添加表面活性剂以提高浸蚀的速率；将样品放入浸蚀溶剂中侵蚀，部分研究中将饱和苦味酸溶剂进行加热侵蚀实验；清洗样品并干燥；使用光学金相显微镜观察，拍摄照片；测量凝固钩的特征参数。但是，上述方法存在以下缺点：

1.简单的研磨抛光处理的样品观察面部分存在划痕，会对后续侵蚀和拍照造成一定程度的影响。

2.饱和苦味酸溶剂用于侵蚀样品浓度不够，因为侵蚀时间越长，消耗的苦味酸溶质越多，一定时间后，溶剂变成非饱和状态，侵蚀条件发生改变，容易导致侵蚀实验失败，侵蚀不出凝固钩组织。

3.在常温下配置的饱和苦味酸溶剂，再加热后溶剂的溶解度变大，溶剂处于不饱和状态，这也容易导致侵蚀实验失败。

4.配置方法复杂，需要用去离子水分别配置苦味酸溶液和表面活性剂溶液，然后进行混合。

5.上述方法凝固钩的侵蚀成功率较低，一般仅有50％或以下的样品可以成功显露出凝固钩组织，且凝固钩组织模糊不清晰。

因此，为了提高凝固钩的侵蚀成功率，更加清晰地观察到凝固钩组织的形貌特征，急需一种高侵蚀成功率且操作简便的凝固钩组织的侵蚀方法。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种低碳钢连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法，首先对连铸坯样进行预磨和抛光处理，然后在加热下过饱和的苦味酸溶剂中添加表面活性剂进行侵蚀，使连铸坯凝固钩组织可以清晰地显露出来，在实现凝固钩组织高成功率侵蚀的同时，还可以清晰地呈现出凝固钩周围枝晶分布特征，以准确测量凝固钩特征参数。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案，一种低碳钢板坯连铸坯凝固钩组织的侵蚀方法，包括如下步骤：

1)将低碳钢连铸坯进行切割，得到小块金属样品，对所切金属样品进行预磨和抛光，完成金属品磨抛处理，备用；

2)配制侵蚀溶剂，侵蚀溶剂是由苦味酸、表面活性剂和去离子水组成，其中苦味酸在加热条件下过饱和，制成侵蚀溶剂，备用；