一种用于连铸钢坯枝晶腐蚀试剂及其配制和使用方法与流程

本发明属于连铸钢坯低倍分析检验技术领域，具体涉及的是一种用于连铸钢坯枝晶腐蚀试剂及其配制和使用方法。

背景技术：

现有技术中的对于钢的低倍晶枝检验方法，是近年来为连铸工艺优化对铸坯检验要求而开发的，并应用于工业实践的新的连铸坯宏观弱冷酸腐蚀检验方法，现有传统的检验方法，由于连铸钢坯凝固条件不容易被测定，不能够清晰地显示铸坯的凝固组织和准确地显示铸坯的缺陷，传统的检验方法有时掩盖偏析、裂纹、气泡和夹杂等缺陷。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种通过检验显示出来的凝固组织来判断凝固条件，然后调整、改变凝固条件，能够得到良好的凝固组织，减少缺陷，提高铸坯质量的用于连铸钢坯枝晶腐蚀试剂及其配制和使用方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种用于连铸钢坯枝晶腐蚀试剂，由氯化铜、氯化镁、氯化铁、盐酸、硝酸、无水乙醇和水配制而成，其成分组成配比为：

氯化铜0.6～4.0g，氯化镁0.6～2.0g，氯化铁4～10.0g，盐酸0.1～3.5ml，硝酸0.5～3.5ml，无水乙醇100ml，水100ml；

所述的盐酸的质量浓度为36％～38％，所述的硝酸的质量浓度为65％～68％。

一种用于连铸钢坯枝晶腐蚀试剂的配制方法，s1.在容器中加入100ml水，接着依次加入氯化铜0.6～4.0g、氯化镁0.6～2.0g、氯化铁4～10.0g、盐酸0.1～3.5ml、硝酸0.5～3.5ml、无水乙醇100ml；

s2.搅拌均匀待固体完全溶解，静置并冷却到室温后，完成腐蚀试剂的配制。

一种用于连铸钢坯枝晶腐蚀试剂的使用方法，具体步骤如下，

(1)、试样检验面加工：对试样的检验面进行平整加工，然后将检验面进行打磨抛光加工，直至表面粗糙度为ra＝0.1μm～0.025μm，即镜面光洁度。

(2)枝晶腐蚀检测：将试样检验面朝上，将腐蚀试剂均匀地浇蚀在试样检验面上，腐蚀时间0.5min～3min，观察检验面凝固组织和缺陷清晰时，立刻进行水冲洗，并擦拭，干净后高压风吹干检验面。

(3)照相和打印出图：用非接触扫描仪或体式显微镜对试样受腐蚀后的检验面照相，最后进行凝固组织评定和缺陷评级，打印出图。

优选的，试样检验面加工时，将检验面进行打磨抛光加工所采用的加工设备为砂带。

与现有技术相对比，本发明的有益效果是：不仅可以准确地显示连铸钢坯的内部缺陷，而且还能够清晰地显示连铸钢坯的凝固组织，由于铸坯的凝固组织与凝固条件有关，通过检验连铸钢坯的凝固组织，可以计算等轴晶率，测量各种凝固组织的百分数，还可以测量柱状晶偏斜角度及树枝晶二次枝晶臂间距等数据，进而推测其凝固条件，通过改善凝固条件，减少铸坯缺陷，提高连铸坯的质量，本发明具有准确性、易操作性及对环境不产生污染等特点。

说明书附图

图1为本发明的实施例一的横向断面的等轴晶凝固组织显示图；

图2为本发明的实施例二的纵向断面的柱状晶偏斜显示图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的解释说明，但不限制本发明的保护范围。

一种用于连铸钢坯枝晶腐蚀试剂，由氯化铜、氯化镁、氯化铁、盐酸、硝酸、无水乙醇和水配制而成，其成分组成配比为：

氯化铜0.6～4.0g，氯化镁0.6～2.0g，氯化铁4～10.0g，盐酸0.1～3.5ml，硝酸0.5～3.5ml，无水乙醇100ml，水100ml；

所述的盐酸的质量浓度为36％～38％，所述的硝酸的质量浓度为65％～68％。

一种用于连铸钢坯枝晶腐蚀试剂的配制方法，其特征在于：

s1.在容器中加入100ml水，接着依次加入氯化铜0.6～4.0g、氯化镁0.6～2.0g、氯化铁4～10.0g、盐酸0.1～3.5ml、硝酸0.5～3.5ml、无水乙醇100ml；

s2.搅拌均匀待固体完全溶解，静置并冷却到室温后，完成腐蚀试剂的配制。

实施例一，选取钢种为q235b，规格为380mm×280mm的矩形坯作为试样：

(1)、试样检验面加工：对试样的检验面进行平整加工，然后将检验面进行打磨抛光加工，打磨抛光加工所采用的加工设备为砂带，直至表面粗糙度为ra＝0.1μm～0.025μm，即镜面光洁度。

(2)枝晶腐蚀检测：将试样检验面朝上，将腐蚀试剂均匀地浇蚀在试样检验面上，腐蚀时间0.5min～3min，观察检验面凝固组织和缺陷清晰时，立刻进行水冲洗，并擦拭，干净后高压风吹干检验面。

(3)照相和打印出图：用非接触扫描仪或体式显微镜对试样受腐蚀后的检验面照相，最后进行凝固组织评定和缺陷评级，打印出图后等轴晶凝固组织显示如图1所示。

实施例二，选取钢种为q235b，规格为230mm×1650mm的板坯作为试样，(1)、试样检验面加工：对试样的检验面进行平整加工，然后将检验面进行打磨抛光加工，打磨抛光加工所采用的加工设备为砂带，直至表面粗糙度为ra＝0.1μm～0.025μm，即镜面光洁度。

(2)枝晶腐蚀检测：将试样检验面朝上，将腐蚀试剂均匀地浇蚀在试样检验面上，腐蚀时间0.5min～3min，观察检验面凝固组织和缺陷清晰时，立刻进行水冲洗，并擦拭，干净后高压风吹干检验面。

(3)照相和打印出图：用非接触扫描仪或体式显微镜对试样受腐蚀后的检验面照相，最后进行凝固组织评定和缺陷评级，打印出图后柱状晶偏斜显示如图2所示。

而柱状晶偏斜角度受到钢液流动速度影响，钢液流动速度越快，柱状晶偏斜角度越大，人们可以根据测定柱状晶的偏斜角度来推测钢流的流动状况，进而研制出适合的浸入式水口形状、插入深度和侧孔大小及角度，改善结晶器液相穴流场。

而且在本发明的技术方案中，试样的检验面被腐蚀的时间是根据钢种及试样检验面抛光的光洁度来确定，一般碳含量高的钢种腐蚀时间短，碳含量低的钢种腐蚀时间长；抛光的光洁度越高，腐蚀时间越短，反之时间加长，第一次腐蚀效果如果不太好，可以重新抛光进行第2、3次腐蚀，由于后面腐蚀是在前面腐蚀基础上进行的，后面腐蚀时间要比前面的时间短，腐蚀时间根据腐蚀时观察检验面的凝固组织和缺陷出现的快慢来确定，出现快时间短，出现慢时间长，综合来说，即试样检验面的抛光的光洁度越高，则检验面的凝固组织和缺陷出现的越快，而在对试样的检验面进行抛光时采用砂带进行抛光，砂带磨削与砂轮磨削机理大致相同，都是通过磨粒对试样检验面表面进行磨削加工，但是，由于砂带和砂轮本身的结构特点和使用方式不同，使砂带磨削优于砂轮磨削，主要表现在：

1、砂带是弹性接触磨削，砂轮是硬性接触磨削，砂带磨床精度稳定，而砂轮磨床精度容易下降；

2、砂带磨粒等高性好，表面粗糙度比砂轮磨削低，光洁度高。砂带磨削投入磨粒比砂轮多，砂带磨削比砂轮磨削效率高；

3、砂带磨粒均匀、等高性好和接触面积小，磨削热少，散热良好，试样表面状态好，不容易产生烧伤，有“冷磨削”之美誉；

4、砂带机设计简单、安全和成本低廉，安全事故少，并很适合“智能制造”，即智能化转型机械。

同时在进行具体的操作时，容易出现过腐蚀和欠腐蚀的情况，其中欠腐蚀是指经过腐蚀的检验面树枝晶组织不太清楚，只能看到树枝晶的雏形，没有浮雕感。欠腐蚀的原因是腐蚀时间不够。解决办法是再腐蚀，最好是经过重新抛光后再腐蚀；

而过腐蚀是树晶晶轴被腐蚀断了，特别是树枝晶的二次、三次和多次晶的晶轴较容易被腐蚀、溶断。过腐蚀破坏了树枝晶组织的本来面貌，过腐蚀有时被误认为是等轴晶组织。过腐蚀产生原因与欠腐蚀相反，是因为腐蚀时间过长。解决办法是去掉1mm厚度，再磨削和抛光，最后再腐蚀。

并且本发明在具体实施时，与现有的冷酸腐蚀做出对比后，发现枝晶腐蚀显示铸坯凝固组织柱状树枝晶清晰，二次晶明显可见，放大倍数可以测量二次晶臂间距，而冷酸腐蚀不能显示凝固组织，凝固组织细节被掩盖。

同时对钢种为q345b(0.17％c，0.36％si，1.53％mn，0.016％p，0.002％s)，规格为300mm×1950mm的板坯的同一检验面通过晶枝腐蚀和硫印检验进行b类中心偏析对比检验，对比发现，同一个检验面，枝晶腐蚀b类中心偏析1.0级，硫印检验c类中心偏析0.5级，由于c、mn、s和p元素都能产生偏析，枝晶腐蚀这些元素都参加反应，而硫印检验只有0.002％s的硫参加反应，所以铸坯硫含量很低时，硫印检验掩盖缺陷。

并且对同钢种、同规格、同检验面的试样通过枝晶腐蚀和冷酸腐蚀进行中间裂纹对比检验，对比后，枝晶腐蚀显示中间裂纹，而冷酸腐蚀掩盖中间裂纹缺陷。

对同钢种、同规格、同检验面的试样通过枝晶腐蚀、冷酸腐蚀和热酸腐蚀分别进行针孔气泡缺陷对比检验和夹杂物对比检验，对比结构发现，同一个检验面，枝晶腐蚀针孔气泡显示清晰，呈白亮圆形点，而冷酸腐蚀和热酸腐蚀掩盖针孔缺陷；同一个检验面，枝晶腐蚀显示夹杂缺陷，而冷、热酸腐蚀蚀掩盖夹杂缺陷。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。