82B盤條網(wǎng)狀碳化物快速檢驗(yàn)方法研究

廖 霞

（河鋼集團(tuán)承鋼公司，河北 承德 067000）

82B盤條是制造高強(qiáng)度、低松弛預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)用鋼絲和鋼絞線的主要原料，廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、港口、核電站、水壩、石油化工、橋梁等工程領(lǐng)域，因而要求82B盤條具有穩(wěn)定的化學(xué)成分、優(yōu)良的力學(xué)性能、均勻的金相組織、較高的索氏體化率以及良好的深加工性能[1]。

82B盤條的網(wǎng)狀碳化物是其最常見(jiàn)的組織缺陷，網(wǎng)狀碳化物本身屬于硬脆相，在心部晶界處呈網(wǎng)狀或半網(wǎng)狀分布，若心部有網(wǎng)狀碳化物析出，在拉拔過(guò)程中極易發(fā)生脆斷[2]。網(wǎng)狀碳化物級(jí)別超標(biāo)是引起產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的重要原因之一，結(jié)果直接關(guān)系到生產(chǎn)工作系統(tǒng)的調(diào)整，是關(guān)乎鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量的大問(wèn)題。網(wǎng)狀碳化物的檢驗(yàn)過(guò)程復(fù)雜，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，因此，針對(duì)現(xiàn)有的82B盤條，研究利用不同的腐蝕液、腐蝕時(shí)間，對(duì)于網(wǎng)狀碳化物的顯像效果及快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)到網(wǎng)狀碳化物，提高檢測(cè)速度和準(zhǔn)確性很有必要。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

實(shí)驗(yàn)材料為Φ12.5mm的82B盤條，其工藝路線為高爐鐵水→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF精煉→方坯保護(hù)澆鑄（M-EMS+FEMS）→高速線材軋制→斯太爾摩冷卻線→集卷→檢驗(yàn)→包裝、入庫(kù)。利用4%的硝酸酒精溶液（4mlHNO3，96ml乙醇）和磷偏析試劑（FeCl33g、HCl 5ml、SnCl20.05g、CuCl20.1g、蒸餾水50ml、乙醇50ml）分別對(duì)磨制好的82B盤條金相試樣腐蝕，結(jié)合光學(xué)顯微鏡進(jìn)行金相分析。

2 實(shí)驗(yàn)研究與分析

2.1 不同腐蝕液的金相結(jié)果

利用4%的硝酸酒精溶液和磷偏析試劑分別對(duì)磨制好的82B盤條金相試樣進(jìn)行腐蝕，中心偏析和網(wǎng)狀碳化物的金相檢驗(yàn)結(jié)果如圖1至圖4所示：

圖1 50X（4%硝酸酒精溶液腐蝕）

圖2 50X（磷偏析試劑）

圖3 500X（4%硝酸酒精溶液腐蝕）

圖4 500X（磷偏析試劑）

檢驗(yàn)結(jié)果表明，這兩種腐蝕劑對(duì)網(wǎng)狀碳化物的結(jié)果沒(méi)有影響，但是磷偏析試劑更能清晰的顯示出中心偏析的位置和級(jí)別，所以選定磷偏析試劑為82B盤條網(wǎng)狀碳化物的腐蝕溶液。

2.2 不同腐蝕時(shí)間的金相結(jié)果

腐蝕時(shí)間過(guò)短，試樣的晶界不能清晰的腐蝕出來(lái)，腐蝕時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在金相顯微鏡下觀察，試樣會(huì)發(fā)黑，都會(huì)嚴(yán)重影響82B盤條網(wǎng)狀碳化物的判定結(jié)果。把制備好的金相試樣分別用磷偏析試劑腐蝕10s、20s、30s、40s、50s、60s后，檢驗(yàn)結(jié)果表明，腐蝕30s時(shí)，中心偏析和網(wǎng)狀碳化物結(jié)果的檢驗(yàn)效果最好，如圖5、圖6所示。

圖5 50X中心偏析(30s)

圖6 500X網(wǎng)狀碳化物(30s)

2.3 網(wǎng)狀碳化物與中心偏析的關(guān)系

圖8 50X中心偏析

網(wǎng)狀碳化物是一種組織缺陷，它增加了鋼的脆性降低了鋼的塑韌性。它是由于連鑄坯本身存在的中心碳偏析，盡管軋制時(shí)線材組織處于奧氏體化狀態(tài)，且軋制溫度高，但由于保溫時(shí)間短，心部碳偏析難以消除，破壞了基體組織的均勻性[3]。因此，82B的網(wǎng)狀碳化物一般伴隨中心偏析的出現(xiàn)而出現(xiàn)，故二者的存在一定的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，高碳鋼的網(wǎng)狀碳化物在顯微鏡下用500X進(jìn)行全截面檢驗(yàn)，而中心偏析用50X進(jìn)行檢驗(yàn)。用磷偏析試劑腐蝕后，用光學(xué)顯微鏡在500X下檢驗(yàn)全截面，發(fā)現(xiàn)在中心區(qū)域網(wǎng)狀碳化物最為嚴(yán)重，切換到50X下，就是中心偏析所在的位置，如圖7、圖8所示。

通過(guò)批量的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，中心偏析越嚴(yán)重的82B盤條金相試樣，往往網(wǎng)狀碳化物也越嚴(yán)重。

3 結(jié)論

（1）82B盤條網(wǎng)狀碳化物檢驗(yàn)用磷偏析試劑腐蝕，腐蝕時(shí)間為30s，檢測(cè)到的網(wǎng)狀碳化物清晰度最高、最準(zhǔn)確。

（2）在光學(xué)顯微鏡下用500X查找網(wǎng)狀碳化物視場(chǎng)銜接不好，很容易出現(xiàn)遺漏現(xiàn)象，在50X下利用中心偏析的位置可以大大減少查找視場(chǎng)，快速檢測(cè)到網(wǎng)狀碳化物準(zhǔn)確位置，節(jié)省檢驗(yàn)時(shí)間，提高工作效率，并能初步判斷出網(wǎng)狀碳化物的嚴(yán)重情況。