[发明专利]一种连铸坯裂纹形成温度的测试方法

说明书

本发明提供了一种连铸坯裂纹形成温度的测试方法，属于金属材料检测领域，具体是将连铸实际生产得到的铸坯裂纹进行解剖，提取裂纹尺寸信息，然后对裂纹进行浸蚀，以得到裂纹周边氧化圆点的尺寸及厚度情况；在原铸坯表面无裂纹处预制裂纹，并置于高温炉中研究预制裂纹试样的氧化行为；解剖预制裂纹进行分析，将氧化圆点层的厚度与氧化温度和时间进行作图，将实际裂纹的氧化圆点层的厚度与图对照确定氧化温度和时间区间；将铸坯表面温度曲线置于图中，图形交集区域则是铸坯裂纹的形成温度。本发明的测试方法具有准确、定量的特点，适用于各类黑色/有色金属及合金，对特定金属只需测定一次图谱即可长期使用。

技术领域

本发明涉属于金属材料检测领域，具体涉及一种连铸坯裂纹形成温度的测试方法。

背景技术

据不完全统计，铸坯各类缺陷中约有50%的缺陷为与裂纹相关的缺陷。连铸过程中常见裂纹主要分为表面裂纹和内部裂纹，而铸坯表面裂纹是困扰铸坯质量提升的主要问题之一。铸坯表面质量的好坏直接影响到轧材质量、产品成材率及成本，铸坯表面裂纹的系统防控技术是企业产品的核心竞争力体现。

科研工作者通过对裂纹的解剖推测裂纹的形成机理，判断裂纹产生的位置对推测裂纹形成机理是至关重要的。目前大部分冶金学家还通过裂纹周边有无脱碳层判断裂纹是在连铸或轧制时产生，通过裂纹的类型（横裂纹、纵裂纹、角部裂纹等）判断裂纹是在连铸结晶器或二冷段产生，然而上述推断方式仅为定性判断，不能准确判定裂纹的形成温度，因此亟需一种定量、准确的判定裂纹形成温度的方法。

本发明人曾提出一种通过预制裂纹氧化的方法，并于2022年4月1日在CorrosionScience期刊上发表了名为High-temperature internal oxidation behavior ofsurface cracks in low alloy steel bloom的文章，通过测定不同温度下裂纹周边氧化圆点的厚度信息进而判断裂纹的形成温度，但其只适用于1000℃以上的高温段，因为在1000℃以下时，在裂纹周边很难在形成氧化圆点，导致上述方法不适用。因此本发明进一步提出提取连铸时1000℃以下的湿度信息，在实验环境下通入同等湿度的水蒸气，模拟裂纹周边氧化层的氧化情况，至此即可模拟连铸全过程裂纹的形成温度，即在700-1200℃之间均可检测。

发明内容

本发明提供一种定量、准确的判定裂纹形成温度的方法。

一种连铸坯裂纹形成温度的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将连铸实际生产得到的铸坯裂纹进行解剖，提取裂纹尺寸信息，包括裂纹的宽度、深度、扩展角度等；

2）对裂纹进行浸蚀，以得到裂纹周边是否存在氧化圆点，以及氧化圆点的尺寸及氧化圆点层的厚度情况；

3）在原铸坯表面无裂纹处预制裂纹，其中要求预制裂纹的尺寸及走向与实际裂纹相吻合；

4）将预制裂纹试样进行封管，而后将其置于高温炉中，高温炉升温至预定温度后，打破封管并保温不同的时间，以研究预制裂纹试样的氧化行为；

5）解剖预制裂纹以分析其周边氧化圆点的尺寸及氧化圆点层的厚度情况，并将氧化圆点层的厚度与氧化温度和时间进行作图，将实际裂纹的氧化圆点层的厚度标注于图中，以确定氧化温度和时间区间；

6）将铸坯表面温度曲线置于上图中，图形交集区域则是铸坯裂纹形成温度。

进一步的，所述步骤1）中裂纹的解剖可以是采用光镜/电镜观察的二维解剖，也可以是通过工业CT等设备进行的三维解剖。

进一步的，所述步骤2）中裂纹的浸蚀是采用1%~5%的硝酸酒精进行浸蚀，浸蚀时间在5~500 s之间。

进一步的，所述步骤3）中预制裂纹可以采用线切割、激光切割、拉削、打击等方式进行。

进一步的，所述步骤4）中试样封管可以采用惰性气体气氛保护或者真空保护的方式。