一种研究铸坯凝固组织边界的侵蚀溶液及其方法与流程

本申请涉及铸坯测试分析，尤其涉及一种研究铸坯凝固组织边界的侵蚀溶液及其方法。

背景技术：

1、冶金连铸过程中，钢液在不同冷却条件(水冷却、气雾冷却、空气冷却等)的作用下，由液态逐渐转变为固态。由于两相区内固液界面的非稳态特性，钢液通常以枝晶方式进行凝固，形貌各异的枝晶组合成为不同类型的凝固组织。凝固组织一般包括柱状晶、混晶区、等轴晶等，柱状晶生长方向一致、枝晶干纯净，电工钢、硅钢等钢种希望得到更大比例的柱状晶以改善材料的导磁性、耐磨和耐腐蚀性；等轴晶结构致密、加工性能好，轴承钢、弹簧钢等钢种希望得到更大比例的等轴晶以提高材料的强度、韧性和塑性。凝固组织边界的精准判定可以为现场调控工艺参数获得需要的铸坯凝固组织类型、改善铸坯质量提供科学的数据和理论支撑。

2、以往的铸坯侵蚀条件(侵蚀液浓度、侵蚀时间、清洗方式)缺乏规范性，且凝固组织边界多依靠人为判定，缺乏科学性。目前，根据微观条件下枝晶生长特征和形貌判定凝固组织边界的评价方法未见相关研究和报道，本发明或可弥补这一技术空白。

技术实现思路

1、本申请提供了一种研究铸坯凝固组织边界的侵蚀溶液及其方法，以解决现有技术中凝固组织边界的判定不精准的技术问题。

2、第一方面，本申请提供了一种研究铸坯凝固组织边界的侵蚀溶液，所述侵蚀溶液的组分包括：盐酸、溶剂、氯化铜以及氯化镁。

3、可选的，所述侵蚀溶液的组分及配比为：35％盐酸90ml～110ml、水180ml～210ml、氯化铜8g～12g、氯化镁3g～5g。

4、可选的，所述侵蚀溶液的组分及配比为：35％盐酸100ml、水200ml、氯化铜10g、氯化镁4g。

5、第二方面，本申请提供了一种研究铸坯凝固组织边界的侵蚀溶液的制备方法，用于制备第一方面任意一项实施例所述的侵蚀溶液，所述制备方法包括：

6、在溶剂中加入氯化铜和氯化镁，搅拌，得到混合溶液；

7、在盐酸中加入所述混合溶液，搅拌，得到侵蚀溶液。

8、第三方面，本申请提供了一种研究铸坯凝固组织边界的方法，所述侵蚀溶液为第一方面任意一项实施例所述的侵蚀溶液，所述方法包括：

9、将铸坯在加热的所述侵蚀溶液中浸泡；

10、清洗并干燥所述铸坯的侵蚀面；

11、使用相机对所述侵蚀面的凝固组织形貌进行拍照、记录；

12、使用光学显微镜对所述侵蚀面的枝晶生长特征进行记录；

13、依据所述凝固组织形貌和所述枝晶生长特征判定凝固组织边界。

14、可选的，所述加热的温度为80℃～100℃，所述加热的时间为25min～35min。

15、可选的，所述枝晶生长特征包括折断、熔断。

16、可选的，所述铸坯某处同时满足如下特征：8、所述铸坯某处同时满足如下特征：所述枝晶存在所述折断和所述熔断以及所述凝固组织形貌发生变化，则判定此处为所述凝固组织的边界。

17、可选的，所述清洗采用水冲洗所述侵蚀面，所述水冲洗所述侵蚀面的时间为0.5min～1.5min。

18、可选的，所述方法还包括：对所述铸坯进行预处理。

19、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

20、本申请通过采用独创配制的侵蚀溶液对铸坯进行侵蚀，侵蚀溶液性能稳定、安全性高、原材料易获取，该侵蚀溶液对铸坯凝固组织形貌、枝晶生长特征(折断、熔断等行为)具有非常好的侵蚀效果，实现了根据微观条件下枝晶生长特征和形貌判定凝固组织边界，克服了以往铸坯侵蚀条件缺乏规范性，凝固组织边界多依靠人为判定、缺乏科学性的缺点。

技术特征：

1.一种研究铸坯凝固组织边界的侵蚀溶液，其特征在于，所述侵蚀溶液的组分包括：盐酸、溶剂、氯化铜以及氯化镁。

2.根据权利要求1所述的研究铸坯凝固组织边界的侵蚀溶液，其特征在于，所述侵蚀溶液的组分及配比为：35％盐酸90ml～110ml、水180ml～210ml、氯化铜8g～12g、氯化镁3g～5g。

3.根据权利要求2所述的研究铸坯凝固组织边界的侵蚀溶液，其特征在于，所述侵蚀溶液的组分及配比为：35％盐酸100ml、水200ml、氯化铜10g、氯化镁4g。

4.一种研究铸坯凝固组织边界的侵蚀溶液的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-3任意一项所述的侵蚀溶液，所述制备方法包括：

5.一种研究铸坯凝固组织边界的方法，其特征在于，所述侵蚀溶液为权利要求1-3中任意一项所述的侵蚀溶液，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述加热的温度为80℃～100℃，所述加热的时间为25min～35min。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述枝晶生长特征包括折断、熔断。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述铸坯某处同时满足如下特征：所述枝晶存在所述折断和所述熔断以及所述凝固组织形貌发生变化，则判定此处为所述凝固组织的边界。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述清洗采用水冲洗所述侵蚀面，所述水冲洗所述侵蚀面的时间为0.5min～1.5min。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述铸坯进行预处理。

技术总结
本发明提供了一种研究铸坯凝固组织边界的侵蚀溶液及其方法，属于铸坯测试分析技术领域。所述侵蚀溶液的组分包括：盐酸、溶剂、氯化铜以及氯化镁。所述方法包括：将铸坯在加热的所述侵蚀溶液中浸泡；清洗并干燥所述铸坯的侵蚀面；使用相机对所述侵蚀面的凝固组织形貌进行拍照、记录；使用光学显微镜对所述侵蚀面的枝晶生长特征进行记录；依据所述凝固组织形貌和所述枝晶生长特征判定凝固组织边界。侵蚀溶液对铸坯凝固组织形貌、枝晶生长特征(折断、熔断等行为)具有非常好的侵蚀效果，实现了根据微观条件下枝晶生长特征和形貌判定凝固组织边界，从而解决了目前现有技术中凝固组织边界的判定不精准的问题。

技术研发人员：倪有金,龚坚,王敏,姚骋,包燕平,郝丽霞,柴光伟,亢小敏,黄福祥,赵艳宇
受保护的技术使用者：首钢股份公司迁安钢铁公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29