鋼坯中氣體樣品的取樣位置對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

黃日圣，徐 濤，吳振忠，王宏博，陳偉生

（安徽富凱特材有限公司，安徽 宣城 245300）

隨著工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的鋼材的產(chǎn)量取得重大突破，鋼鐵廠家由初始的只追求產(chǎn)量而過(guò)渡到追求高質(zhì)量高性能鋼材的時(shí)期[1]。氧、氮、氫等氣體元素的含量現(xiàn)已成為冶煉過(guò)程中要進(jìn)行控制的一項(xiàng)必不可少的技術(shù)手段，若其含量超過(guò)合理的范圍，將嚴(yán)重影響鋼材本身的物理性能及化學(xué)性能，鋼中的氧以氧化物殘留在晶界上，導(dǎo)致鋼材機(jī)械性能、加工性能降低[2]，因此準(zhǔn)確測(cè)定鋼中總氧氫含量無(wú)論對(duì)于鋼鐵企業(yè)還是相關(guān)科研單位都顯得尤為重要[3]。人們通過(guò)對(duì)鋼材樣品中的氣體含量進(jìn)行分析，根據(jù)數(shù)據(jù)改進(jìn)生產(chǎn)工藝，從而提高鋼材的質(zhì)量，生產(chǎn)高質(zhì)量的鋼材。現(xiàn)如今鋼廠所運(yùn)用的手段是通過(guò)氧氮?dú)浞治鰞x對(duì)鋼材進(jìn)行氣體含量分析，此儀器既有進(jìn)口的，也有國(guó)產(chǎn)的，由于市場(chǎng)對(duì)質(zhì)量的要求，小型鋼廠也開(kāi)始配備氧氮?dú)錅y(cè)試儀，但是針對(duì)連鑄坯的取樣檢測(cè)沒(méi)有直觀的認(rèn)識(shí)，隨機(jī)取樣，有時(shí)會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果不穩(wěn)定，出具數(shù)據(jù)不及時(shí)的結(jié)果，嚴(yán)重的影響了鋼廠的產(chǎn)品銷售。經(jīng)過(guò)實(shí)際檢測(cè)中的反復(fù)實(shí)踐，本文提出了適合各大、中、小型鋼廠使用的連鑄坯氧氮?dú)錁悠啡臃椒ā?/p>

1 主要的儀器和設(shè)備

儀器：EMGA-830氧氮?dú)浞治鰞x。

取樣工具：鋸床（或冷切割鋸）、電火花線切割機(jī)、車床、240目、400目、600目、800目、1000目、1500目水磨砂紙，800目金相砂紙，一把1 m左右的鋼筋鉗，四氯化碳一瓶、超聲波清洗機(jī)、電吹風(fēng)（家用的即可）。

2 取樣步驟

1）利用鋸床在直徑為300 mm的連鑄上切取沿軋制方向上10~15 mm的一段，切割過(guò)程中要使用冷卻液，防止高溫氧化。

2）利用電火花線切割機(jī)沿直徑取直徑為5 mm的圓棒，且不要取最表面和中間部分，中間位置出現(xiàn)疏松，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，取樣位置如圖1所示。

圖1 取樣位置

3 制樣步驟

1）將樣品棒用車床將表面的氧化皮全部車掉，使樣品表面盡可能的平整，在分別用240目、400目、600目、800目、1000目、1500目水磨砂紙和800目金相砂紙對(duì)樣品表面進(jìn)行細(xì)磨，使樣品表面沒(méi)有肉眼可見(jiàn)的劃痕，樣品處理后的直徑大于3 mm。

2）利用鋼筋鉗將磨好的棒材剪成0.5 g左右的小段樣品。

3）將剪好的小段樣品放入裝有CCl4的燒杯中，CCl4要完全沒(méi)過(guò)樣品，放入超聲波清洗機(jī)中清洗5~6 min。

4）將清洗好的小段樣品由燒杯中取出放到濾紙上，再用電吹風(fēng)將樣品吹干（吹干是要使用溫風(fēng)，可將濾紙放入大燒杯中，防止試樣被吹跑）。

5）氧氮樣品制備完成。

4 測(cè)試數(shù)據(jù)實(shí)例

表1 、表2分別為不同取樣位置氧含量和氫含量的檢測(cè)結(jié)果。

表1 不同取樣位置的w(O)檢測(cè)結(jié)果 %

表2 不同取樣位置的w（H）檢測(cè)結(jié)果 %

5 結(jié)論

由表1中數(shù)據(jù)可以看出，連鑄坯不同取樣位置對(duì)氧含量的檢測(cè)結(jié)果沒(méi)有影響，但是有時(shí)近中心位置取樣的檢測(cè)結(jié)果波動(dòng)較大，對(duì)結(jié)果判斷影響較大。由表2可以看出，連鑄坯不同取樣位置對(duì)氫含量的檢測(cè)結(jié)果沒(méi)有影響。所以對(duì)于連鑄坯檢測(cè)氧含量，建議在近表面處或者1/4處的位置取樣，而對(duì)于氫含量的檢測(cè)，可以在近表面處、1/4處和近中心處隨機(jī)取樣。