专利名称：一种冷轧普碳钢退火质量的评价方法
技术领域：
本发明属于普碳钢质量控制技术领域，尤其涉及一种冷轧普碳钢退火质量的评价方法。
背景技术：
防盗门是一种兼备防盗和安全性能的门，一般包括嵌入墙体的门框、与门框相互配合的门板和锁，其中，门框一般为金属材质，能够与墙体相互配合，从而起到防盗功能。防盗门框必须具有一定的强度才能起到防盗作用，但是防盗门框材料的强度过高的话，在门框的制作过程中门框直角弯处容易出现裂缝、裂口等质量缺陷，因此，防盗门框材料必须具备较高的强度和合理的塑性。普碳钢，又叫碳素钢，是一种含碳量小于1. 35%，除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷和硫等杂质外，不含其它合金元素的钢。普碳钢广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶、机械制造、石油化学工业和海洋开发等领域。普碳钢经过冷轧处理后，其强度可以满足防盗门框对强度的需要，但是冷轧普碳钢的强度过高，制作门框时，门框直角弯处容易出现裂缝、 裂口等质量缺陷，因此，需要对冷轧普碳钢进行退火处理，以便使该材料具有一定的塑性。为了保证防盗门框的强度，对冷轧普碳钢退火后，在进行门框的制作前，需要对冷轧普碳钢进行质量评价，包括强度、塑性等指标。现有技术公开了多种对冷轧普碳钢的力学性能进行评价的方法，如国标碳素结构钢冷轧钢带GB/T716-91规定了软钢带抗拉强度为 275MPa 440MPa、伸长率不小于23%的技术指标等。但是，现有方法一般是对特定种类产品的性能进行评价的方法，其规定的技术指标范围较大，不适于评价防盗门框材料的性能， 尤其不适于评价冷轧普碳钢的退火质量。金相组织指用金相方法观察到的金属及合金的内部组织，是反映金属及合金金相的具体形态，也能够反映外界条件或内在因素对金属及合金内部结构的影响。本发明人考虑，通过冷轧普碳钢的金相组织对其退火质量进行评价，不仅能够指导退火工艺的调整，而且这种评价方法直观、准确、快速，能够满足防盗门框作业顺利生产的需要。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种冷轧普碳钢退火质量的评价方法，本发明提供的评价方法直观、快速、简单、准确，能够指导退火工艺的调整，从而满足防盗门框作业顺利生产的需要。本发明提供了一种冷轧普碳钢退火质量的评价方法，包括以下步骤沿退火后的冷轧普碳钢的轧制方向取样，得到试样；对所述试样依次进行镶嵌、磨抛和腐蚀，并获取所述试样的金相组织；将所述试样的金相组织与预先获取的标准金相组织进行比较，依据得到的比较结果判断所述试样的退火质量。优选的，用硝酸的乙醇溶液对所述试样进行腐蚀。
优选的，所述硝酸的乙醇溶液的质量浓度为2% 5%。优选的，所述腐蚀的时间为20s 40s。优选的，所述腐蚀的温度为20°C 30°C。与现有技术相比，本发明提供的冷轧普碳钢退火质量的评价方法包括以下步骤 沿退火后的冷轧普碳钢的轧制方向取样，得到试样；对所述试样依次进行镶嵌、磨抛和腐蚀，并获取所述试样的金相组织；将所述试样的金相组织与预先获取的标准金相组织进行比较，依据得到的比较结果判断所述试样的退火质量。本发明通过对试样的金相组织和标准金相组织进行对比，根据金相组织的对比结果判断试样的退火质量，从而指导退火工艺的调整，满足防盗门框作业顺利生产的需要。本发明提供的评价方法直观、快速、准确，易于实施。
图1为材质为Q195L的冷轧普碳钢放大200倍的优类金相组织图；图2为材质为Q195的冷轧普碳钢放大200倍的优类金相组织图；图3为材质为Q235的冷轧普碳钢放大200倍的优类金相组织图；图4为材质为Q195L的冷轧普碳钢放大200倍的良类金相组织图；图5为材质为Q195的冷轧普碳钢放大200倍的良类金相组织图；图6为材质为Q235的冷轧普碳钢放大200倍的良类金相组织图；图7为材质为Q195L的冷轧普碳钢放大200倍的合格类金相组织图；图8为材质为Q195的冷轧普碳钢放大200倍的合格类金相组织图；图9为材质为Q235的冷轧普碳钢放大200倍的合格类金相组织图；图10为材质为Q195L的冷轧普碳钢放大200倍的过退火类金相组织图；图11为材质为Q195的冷轧普碳钢放大200倍的过退火类金相组织图；图12为材质为Q235的冷轧普碳钢放大200倍的过退火类金相组织图；图13为材质为Q195L的冷轧普碳钢放大200倍的欠退火类金相组织图；图14为材质为Q195的冷轧普碳钢放大200倍的欠退火类金相组织图；图15为材质为Q235的冷轧普碳钢放大200倍的欠退火类金相组织图；图16为本发明实施例1提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图；图17为本发明实施例2提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图；图18为本发明实施例3提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图；图19为本发明实施例4提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图；图20为本发明实施例5提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图；图21为本发明实施例6提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图；图22为本发明实施例6提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图。
具体实施例方式本发明提供了一种冷轧普碳钢退火质量的评价方法，包括以下步骤沿退火后的冷轧普碳钢的轧制方向取样，得到试样；对所述试样依次进行镶嵌、磨抛和腐蚀，并获取所述试样的金相组织；
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将所述试样的金相组织与预先获取的标准金相组织进行比较，依据得到的比较结果判断所述试样的退火质量。本发明通过对冷轧普碳钢的金相组织与标准金相组织进行比较，并根据比较结果判断冷轧普碳钢的退火质量，方法直观、快速、准确，易于实施。本发明对所述普碳钢没有特殊限制，可以为材质为Q195L、Q195或Q235的普碳钢， 将所述普碳钢经过本领域技术人员熟知的冷轧处理，即可得到强度较高的冷轧普碳钢。对所述冷轧普碳钢进行本领域技术人员熟知的退火，使其具备一定的塑性，即可得到用作防盗门框的冷轧普碳钢。本发明对所述退火的退火温度和保温时间均无特殊限制。将退火后的冷轧普碳钢冷却到室温后，沿其轧制方向取样，得到试样。本发明优选从每炉钢的每罐钢的上、中、下钢卷的内外分别沿轧制方向取样，获得6块试样。获得试样后，对所述试样进行腐蚀，以便获取所述试样的金相组织。本发明优选用硝酸的乙醇溶液对所述试样进行腐蚀，具体为将所述试样浸入所述所述硝酸的乙醇溶液的质量浓度优选为 10%，更优选为2% 5%，最优选为3% 4% ；所述腐蚀的时间优选为20s 40s，更优选为2 35s ；所述腐蚀的温度优选为20°C 30°C，更优选为25°C 28V。经过腐蚀后，在显微镜下观察，即可得到所述试样的金相组织。为了使所述金相组织不受影响，本发明在对试样进行腐蚀之前，优选还包括对所述试样进行本领域技术人员熟知的镶嵌、磨制和抛光，以便消除试样表面的划痕，获得适于进行显微观察的镜面。获得所述试样的金相组织后，与预先获取的标准金相组织进行比较，依据得到的比较结果即可判断所述试样的退火质量。在本发明中，所述标准金相组织为发明人根据生产实践确定的冷轧普碳钢的金相组织，分为5个类别，分别为优、良、合格、过退火和欠退火，其中优类金相组织特点游离渗碳体呈点状或小粒状弥散、均勻分布，无变形方向；等轴晶粒边界清晰可见，参见图1、图2和图3，图1为材质为Q195L的冷轧普碳钢放大200倍的优类金相组织图；图2为材质为Q195的冷轧普碳钢放大200倍的优类金相组织图；图3 为材质为Q235的冷轧普碳钢放大200倍的优类金相组织图。良类金相组织特点游离渗碳体呈小粒状，有聚集，沿变形方向有形成链状的取向；等轴晶粒边界清晰可见，参见图4、图5和图6，图4为材质为Q195L的冷轧普碳钢放大 200倍的良类金相组织图；图5为材质为Q195的冷轧普碳钢放大200倍的良类金相组织图； 图6为材质为Q235的冷轧普碳钢放大200倍的良类金相组织图。合格类金相组织特点游离渗碳体呈颗粒状或小团状珠光体，颗粒略有聚集，略有变形方向取向；晶粒边界清晰可见，但已有延伸度，参见图7、图8和图9，图7为材质为 Q195L的冷轧普碳钢放大200倍的合格类金相组织图；图8为材质为Q195的冷轧普碳钢放大200倍的合格类金相组织图；图9为材质为Q235的冷轧普碳钢放大200倍的合格类金相组织图。过退火类金相组织特点等轴晶粒有明显长大，晶界明显，游离渗碳体或者珠光体含量明显减少，参见图10、图11和图12，图10为材质为Q195L的冷轧普碳钢放大200倍的过退火类金相组织图；图11为材质为Q195的冷轧普碳钢放大200倍的过退火类金相组织图；图12为材质为Q235的冷轧普碳钢放大200倍的过退火类金相组织图。欠退火类金相组织特点细片状珠光体呈小团、沿轧制方向呈团块状，晶界不明显或不完整，晶粒延伸度大于2，有明显的沿轧制方向的流线形状，参见图13、图14和图15，图 13为材质为Q195L的冷轧普碳钢放大200倍的欠退火类金相组织图；图14为材质为Q195 的冷轧普碳钢放大200倍的欠退火类金相组织图；图15为材质为Q235的冷轧普碳钢放大 200倍的欠退火类金相组织图。将得到的试样的金相组织与上述5种标准金相组织进行比较，会出现如下三种比较结果当试样的金相组织为优、良或合格类金相组织时，说明该试样的退火质量较好，可用作防盗门框。当试样的金相组织为过退火类金相组织时，说明该试样退火过度，该试样的塑性较好，但强度较低，在制作防盗门框时容易出现变形较大、减薄量大，其变形后的厚度不足以抵抗变形作用力而出现裂口。同时，此类试样无法通过重新退火进行组织改善，只能另作他用。形成过退火类金相组织的原因有保温温度高、保温时间长或者炉内温度场不均勻，局部温度高等，当冷轧普碳钢经过退火后形成过退火类金相组织时，在进行后续冷轧普碳钢的退火时，可通过降低退火温度、缩短保温时间、确保炉内温度场的均勻等方法改善退火工艺，获得退火质量良好的冷轧普碳钢。当试样的金相组织为欠退火类金相组织时，说明该试样退火不足，该试样的强度高，单塑性较差，在制作门框时难于变形，使得门框直角弯处容易发生脆性裂口、裂缝等现象。欠退火类金相组织形成的原因包括保温温度低、保温时间短或炉内温度场不均勻，局部温度低等，当冷轧普碳钢经过退火后形成欠退火类金相组织时，可以通过重新退火进行组织改善，从而得到退火质量较好的冷轧普碳钢。因此，在进行退火实验的初期阶段，应选择较低的保温温度进行实验，然后根据获得的金相组织逐步调整保温温度和保温时间，最终获得合理的保温温度和保温时间。获得欠退火金相组织后，可以通过以下方式改善退火工艺调高保温温度、延长保温时间，保证炉内温度场的均勻。由此可见，本发明通过将试样的金相组织和标准金相组织进行对比，根据金相组织的对比结果判断试样的退火质量，从而指导退火工艺的调整，满足防盗门框作业顺利生产的需要。本发明提供的评价方法直观、快速、准确，易于实施。为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的冷轧普碳钢退火质量的评价方法进行详细描述。实施例1将宽度为250mm、厚度为2. 5mm、材质为Q195L的冷轧普碳钢升温至380°C，保温 2h，继续升温至650°C，保温IOh后，风冷浊后水冷至300°C，然后自然冷却至室温。分别从上、中、下钢卷的内外各取两块样品，得到6块样品；沿所述样品的轧制方向取样，分别得到试样；分别将所述试样表面打磨、抛光后，浸入质量浓度为4%的硝酸乙醇溶液中腐蚀30s，分别观察所述试样的金相组织，分别得到试样的金相组织图。参见图16，图16为本发明实施例1提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图，由图16可知，其特点满足优类金相组织特点的要求，与图1所示的金相组织较为相似。
分别将其他5块试样的金相组织图与图1、图4、图7、图10和图13所示的标准金相组织图进行对比，该5个金相组织特点均满足优类金相组织的特点，与图1所示的金相组织相似。由此可见，上述试样的退火质量较好。将上述退火后的冷轧普碳钢按照常规工艺制作防盗门框，制备得到的防盗门框强度较高，且无裂缝、裂口等现象发生。实施例2将宽度为250mm、厚度为2. 5mm、材质为Q195L的冷轧普碳钢升温至380°C，保温 2h，继续升温至600°C，保温他后，风冷浊后水冷至300°C，然后自然冷却至室温。分别从上、中、下钢卷的内外各取两块样品，得到6块样品；沿所述样品的轧制方向取样，分别得到试样；分别将所述试样表面打磨、抛光后，浸入质量浓度为4%的硝酸乙醇溶液中腐蚀30s，分别观察所述试样的金相组织，分别得到试样的金相组织图。参见图17，图17为本发明实施例2提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图，由图17可知，其特点满足欠退火类金相组织特点的要求，与图13所示的金相组织较为相似。分别将其他5块试样的金相组织图与图1、图4、图7、图10和图13所示的标准金相组织图进行对比，该5个金相组织特点均满足欠退火类金相组织的特点，与图13所示的金相组织相似。由此可见，上述试样的退火不足。将上述退火后的冷轧普碳钢按照常规工艺制作防盗门框，制备得到的防盗门框强度较高，但其直角弯处出现了裂缝、裂口等现象。实施例3将宽度为250mm、厚度为2. 5mm、材质为Q195L的冷轧普碳钢升温至380°C，保温 2h，继续升温至700°C，保温1 后，风冷浊后水冷至300°C，然后自然冷却至室温。分别从上、中、下钢卷的内外各取两块样品，得到6块样品；沿所述样品的轧制方向取样，分别得到试样；分别将所述试样表面打磨、抛光后，浸入质量浓度为4%的硝酸乙醇溶液中腐蚀30s，分别观察所述试样的金相组织，分别得到试样的金相组织图。参见图18，图18为本发明实施例3提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图，由图18可知，其特点满足过退火类金相组织特点的要求，与图10所示的金相组织较为相似。分别将其他5块试样的金相组织图与图1、图4、图7、图10和图13所示的标准金相组织图进行对比，该5个金相组织特点均满足过退火类金相组织的特点，与图10所示的金相组织相似。由此可见，上述试样退火过度。将上述退火后的冷轧普碳钢按照常规工艺制作防盗门框，制备得到的防盗门框强度偏低，在制作过程中出现了减薄量大、裂口的现象。实施例4将宽度为250mm、厚度为1. 5mm、材质为Q195的冷轧普碳钢升温至380°C，保温2h， 继续升温至620°C，保温IOh后，风冷浊后水冷至300°C，然后自然冷却至室温。分别从上、中、下钢卷的内外各取两块样品，得到6块样品；沿所述样品的轧制方向取样，分别得到试样；分别将所述试样表面打磨、抛光后，浸入质量浓度为4%的硝酸乙醇溶液中腐蚀30s，分别观察所述试样的金相组织，分别得到试样的金相组织图。
参见图19，图19为本发明实施例4提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图，由图19可知，其特点满足良类金相组织特点的要求，与图5所示的金相组织较为相似。分别将其他5块试样的金相组织图与图2、图5、图8、图11和图14所示的标准金相组织图进行对比，该5个金相组织特点均满足良类金相组织的特点，与图5所示的金相组织相似。由此可见，上述试样退火质量较好。将上述退火后的冷轧普碳钢按照常规工艺制作防盗门框，制备得到的防盗门框强度较高，且无裂缝、裂口等现象发生。实施例5将宽度为340mm、厚度为1. 2mm、材质为Q195的冷轧普碳钢升温至380°C，保温2h， 继续升温至625°C，保温Ilh后，风冷浊后水冷至300°C，然后自然冷却至室温。分别从上、中、下钢卷的内外各取两块样品，得到6块样品；沿所述样品的轧制方向取样，分别得到试样；分别将所述试样表面打磨、抛光后，浸入质量浓度为4%的硝酸乙醇溶液中腐蚀30s，分别观察所述试样的金相组织，分别得到试样的金相组织图。参见图20，图20为本发明实施例5提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图，由图20可知，其特点满足合格类金相组织特点的要求，与图8所示的金相组织较为相似。分别将其他5块试样的金相组织图与图2、图5、图8、图11和图14所示的标准金相组织图进行对比，该5个金相组织特点均满足合格类金相组织的特点，与图8所示的金相组织相似。由此可见，上述试样退火质量合格。将上述退火后的冷轧普碳钢按照常规工艺制作防盗门框，制备得到的防盗门框强度较高，且无裂缝、裂口等现象发生。实施例6将宽度为^Omm、厚度为1. 7mm、材质为Q235的冷轧普碳钢升温至380°C，保温2h， 继续升温至650°C，保温IOh后，风冷浊后水冷至300°C，然后自然冷却至室温。分别从上、中、下钢卷的内外各取两块样品，得到6块样品；沿所述样品的轧制方向取样，分别得到试样；分别将所述试样表面打磨、抛光后，浸入质量浓度为4%的硝酸乙醇溶液中腐蚀30s，分别观察所述试样的金相组织，分别得到试样的金相组织图。参见图21，图21为本发明实施例6提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图，由图21可知，其特点满足合格类金相组织特点的要求，与图9所示的金相组织较为相似。分别将其他5块试样的金相组织图与图3、图6、图9、图12和图15所示的标准金相组织图进行对比，该5个金相组织特点均满足合格类金相组织的特点，与图9所示的金相组织相似。由此可见，上述试样退火质量合格。将上述退火后的冷轧普碳钢按照常规工艺制作防盗门框，制备得到的防盗门框强度较高，且无裂缝、裂口等现象发生。实施例7将宽度为270mm、厚度为1. 4mm、材质为Q235的冷轧普碳钢升温至380°C，保温2h， 继续升温至640°C，保温IOh后，风冷浊后水冷至300°C，然后自然冷却至室温。
分别从上、中、下钢卷的内外各取两块样品，得到6块样品；沿所述样品的轧制方向取样，分别得到试样；分别将所述试样表面打磨、抛光后，浸入质量浓度为4%的硝酸乙醇溶液中腐蚀30s，分别观察所述试样的金相组织，分别得到试样的金相组织图。参见图22，图22为本发明实施例6提供的上钢卷内部的试样放大200倍的金相组织图，由图22可知，其特点满足优类金相组织特点的要求，与图3所示的金相组织较为相似。分别将其他5块试样的金相组织图与图3、图6、图9、图12和图15所示的标准金相组织图进行对比，该5个金相组织特点均满足优类金相组织的特点，与图3所示的金相组织相似。由此可见，上述试样退火质量合格。将上述退火后的冷轧普碳钢按照常规工艺制作防盗门框，制备得到的防盗门框强度较高，且无裂缝、裂口等现象发生。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种冷轧普碳钢退火质量的评价方法，包括以下步骤 沿退火后的冷轧普碳钢的轧制方向取样，得到试样；对所述试样依次进行镶嵌、磨抛和腐蚀，并获取所述试样的金相组织； 将所述试样的金相组织与预先获取的标准金相组织进行比较，依据得到的比较结果判断所述试样的退火质量。
2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，用硝酸的乙醇溶液对所述试样进行腐蚀。
3.根据权利要求2所述的评价方法，其特征在于，所述硝酸的乙醇溶液的质量浓度为2% 5%。
4.根据权利要求2所述的评价方法，其特征在于，所述腐蚀的时间为20s 40s。
5.根据权利要求2所述的评价方法，其特征在于，所述腐蚀的温度为20°C 30°C。
全文摘要
本发明提供了一种冷轧普碳钢退火质量的评价方法，包括以下步骤沿退火后的冷轧普碳钢的轧制方向取样，得到试样；对所述试样依次进行镶嵌、磨抛和腐蚀，并获取所述试样的金相组织；将所述试样的金相组织与预先获取的标准金相组织进行比较，依据得到的比较结果判断所述试样的退火质量。本发明通过对试样的金相组织和标准金相组织进行对比，根据金相组织的对比结果判断试样的退火质量，从而指导退火工艺的调整，满足防盗门框作业顺利生产的需要。本发明提供的评价方法直观、快速、准确，易于实施。
文档编号G01N1/32GK102156130SQ20111003301
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者赵琼 申请人:吉林恒联精密铸造科技有限公司