制作高碳鋼盤(pán)條索氏體含量評(píng)級(jí)圖譜提高檢測(cè)準(zhǔn)確性

周啟航

（新余鋼鐵集團(tuán)有限公司，江西 新余 338001）

1 高碳鋼盤(pán)條索氏體含量金相檢測(cè)的現(xiàn)狀

YB/T169-2014 規(guī)定了高碳鋼盤(pán)條索氏體含量金相檢測(cè)方法有：金相手工檢測(cè)法、圖像分析儀標(biāo)樣檢測(cè)法、比較法。金相手工檢測(cè)法通過(guò)待測(cè)樣品的金相組織圖片，采用網(wǎng)格數(shù)點(diǎn)法，為仲裁法。圖像分析儀標(biāo)樣檢測(cè)法通過(guò)將標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測(cè)樣品在同一條件下制樣，同一設(shè)備和檢測(cè)參數(shù)下進(jìn)行檢測(cè)。因檢測(cè)周期較長(zhǎng)，不適用于日常生產(chǎn)檢測(cè)。比較法是通過(guò)金相顯微鏡顯示待測(cè)樣品的金相組織，將觀測(cè)到的金相組織與索氏體含量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖譜對(duì)比來(lái)評(píng)定待測(cè)樣品的索氏體含量級(jí)別，比較法既方便又實(shí)用。因生產(chǎn)周期需求，日常檢測(cè)常用比較法。新鋼公司生產(chǎn)的高碳鋼盤(pán)條主要有65#、70#、82B 等，其顯微組織組成不同，標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖譜單一，適用性不大，不能滿足現(xiàn)檢測(cè)需求。

2 高碳鋼盤(pán)條索氏體含量檢測(cè)的目標(biāo)設(shè)定

為了較為準(zhǔn)確的評(píng)定高碳鋼盤(pán)條索氏體含量（或級(jí)別），針對(duì)公司生產(chǎn)的高碳鋼盤(pán)條，品種有：60、65、70、82B 等，分別制作相對(duì)應(yīng)的索氏體含量（或級(jí)別）圖譜，以滿足日常檢測(cè)需求。

3 對(duì)策實(shí)施

3.1 分辨索氏體組織

索氏體就是高碳鋼盤(pán)條在控制冷卻過(guò)程中形成的非平衡態(tài)珠光體類(lèi)型組織。

3.2 索氏體含量檢測(cè)點(diǎn)的位置

在直徑為D 的盤(pán)條橫截面上，選取以盤(pán)條中心為圓心，以半徑r=R/2 或（D/4）的圓環(huán)作為該樣品索氏體含量檢測(cè)環(huán)。在該檢測(cè)環(huán)上隨機(jī)選取一點(diǎn)作為樣品索氏體含量的檢測(cè)點(diǎn)o1，在o1 點(diǎn)的左右兩側(cè)連續(xù)選取包括o1 點(diǎn)在內(nèi)的三個(gè)檢測(cè)視場(chǎng)，通過(guò)金相顯微鏡放大500 倍后與標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行評(píng)級(jí)。當(dāng)三個(gè)檢測(cè)視場(chǎng)的索氏體含量級(jí)別不相同時(shí)，取其中間值為待測(cè)樣品的索氏體含量級(jí)別。當(dāng)三個(gè)檢測(cè)視場(chǎng)的索氏體含量級(jí)別有兩個(gè)相同或三個(gè)均相同是，以其相同值代表待測(cè)樣品的索氏體含量級(jí)別。

3.2.1 選擇合適的顯微鏡配置，以及攝像頭配置

根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備選出物鏡放大倍數(shù)為50 倍，物鏡數(shù)值孔徑為0.75，且配置的圖片采集攝像頭為60N-C 2/3”0，5X 的金相顯微鏡，完全符合標(biāo)準(zhǔn)所需的物鏡放大倍數(shù)為50 倍，物鏡數(shù)值孔徑不小于0.65。

3.2.2 收集資料，根據(jù)現(xiàn)公司產(chǎn)品情況，確定實(shí)驗(yàn)鋼種

公司所需要檢測(cè)索氏體等級(jí)的高碳鋼盤(pán)條鋼種有：60、65、65Mn、70、82B，為了覆蓋公司生產(chǎn)的高碳鋼盤(pán)條，本次實(shí)驗(yàn)選擇：60、65、70、82B 四種牌號(hào)的線材作為實(shí)驗(yàn)鋼種。

表1 要因確認(rèn)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)

表2 制定對(duì)策

3.2.3 通過(guò)試驗(yàn)，確定各鋼種高碳鋼盤(pán)條不同室溫下的腐蝕時(shí)間，統(tǒng)一腐蝕后的試樣面灰度

索氏體檢測(cè)所使用的腐蝕液一般為3%～5%的硝酸酒精，腐蝕時(shí)間一般為5s～11s。由于制作圖譜對(duì)試樣的腐蝕后組織顯示的灰度有嚴(yán)格要求，且發(fā)現(xiàn)溫差較大時(shí)腐蝕時(shí)間略有不同。為了方便日常檢測(cè)，統(tǒng)一腐蝕液濃度為4%的硝酸酒精?，F(xiàn)通過(guò)試驗(yàn)確定不同室溫時(shí)，不同腐蝕時(shí)間下的試樣腐蝕面情況。

圖1 60，65，15℃室溫4%的硝酸酒精腐蝕情況

圖2 60，65，70，82B，15℃室溫4%的硝酸酒精腐蝕情況

通過(guò)圖1、2 可知在15℃和25℃室溫下，經(jīng)4%的硝酸酒精腐蝕后，效果最佳的腐蝕時(shí)間見(jiàn)表3。

表3 經(jīng)4%的硝酸酒精腐蝕后，腐蝕時(shí)間表

3.2.4 通過(guò)試驗(yàn)，各牌號(hào)篩選具有代表性的圖片，收錄到圖譜中

將大量60、65、70、82B 四種牌號(hào)的盤(pán)條通過(guò)比較法測(cè)量的索氏體含量不同級(jí)別的試樣通過(guò)統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)條件下加工后，分不同次數(shù)進(jìn)行測(cè)量如下。

表4 不同次數(shù)所測(cè)P+T 含量

4 效果檢查

新制作的圖譜如下。

圖3 新制作圖譜

然后再應(yīng)用金相分析軟件進(jìn)行分析，得出數(shù)據(jù)如下表。

圖4 二相分析前后圖片

表5 用新圖譜測(cè)P+T 含量

由此可看出圖4 索氏體含量應(yīng)評(píng)2.0 級(jí)，而用新圖譜通過(guò)對(duì)比法評(píng)定的級(jí)別更為接近。達(dá)到了此次實(shí)驗(yàn)的效果，提高了公司高碳鋼鋼中索氏體含量檢測(cè)的準(zhǔn)確率，減小檢測(cè)人為誤差。