82B盘条网状碳化物快速检验方法研究

2019-01-24廖霞

世界有色金属 2018年21期

廖霞

（河钢集团承钢公司，河北承德 067000）

82B盘条是制造高强度、低松弛预应力混凝土结构用钢丝和钢绞线的主要原料，广泛应用于公路、铁路、机场、港口、核电站、水坝、石油化工、桥梁等工程领域，因而要求82B盘条具有稳定的化学成分、优良的力学性能、均匀的金相组织、较高的索氏体化率以及良好的深加工性能[1]。

82B盘条的网状碳化物是其最常见的组织缺陷，网状碳化物本身属于硬脆相，在心部晶界处呈网状或半网状分布，若心部有网状碳化物析出，在拉拔过程中极易发生脆断[2]。网状碳化物级别超标是引起产品质量问题的重要原因之一，结果直接关系到生产工作系统的调整，是关乎钢铁产品质量的大问题。网状碳化物的检验过程复杂，耗费时间长，因此，针对现有的82B盘条，研究利用不同的腐蚀液、腐蚀时间，对于网状碳化物的显像效果及快速、准确的检测到网状碳化物，提高检测速度和准确性很有必要。

1 实验材料与方法

实验材料为Φ12.5mm的82B盘条，其工艺路线为高炉铁水→转炉冶炼→LF精炼→方坯保护浇铸（M-EMS+FEMS）→高速线材轧制→斯太尔摩冷却线→集卷→检验→包装、入库。利用4%的硝酸酒精溶液（4mlHNO3，96ml乙醇）和磷偏析试剂（FeCl33g、HCl 5ml、SnCl20.05g、CuCl20.1g、蒸馏水50ml、乙醇50ml）分别对磨制好的82B盘条金相试样腐蚀，结合光学显微镜进行金相分析。

2 实验研究与分析

2.1 不同腐蚀液的金相结果

利用4%的硝酸酒精溶液和磷偏析试剂分别对磨制好的82B盘条金相试样进行腐蚀，中心偏析和网状碳化物的金相检验结果如图1至图4所示：

图1 50X（4%硝酸酒精溶液腐蚀）

图2 50X（磷偏析试剂）

图3 500X（4%硝酸酒精溶液腐蚀）

图4 500X（磷偏析试剂）

检验结果表明，这两种腐蚀剂对网状碳化物的结果没有影响，但是磷偏析试剂更能清晰的显示出中心偏析的位置和级别，所以选定磷偏析试剂为82B盘条网状碳化物的腐蚀溶液。

2.2 不同腐蚀时间的金相结果

腐蚀时间过短，试样的晶界不能清晰的腐蚀出来，腐蚀时间过长，在金相显微镜下观察，试样会发黑，都会严重影响82B盘条网状碳化物的判定结果。把制备好的金相试样分别用磷偏析试剂腐蚀10s、20s、30s、40s、50s、60s后，检验结果表明，腐蚀30s时，中心偏析和网状碳化物结果的检验效果最好，如图5、图6所示。

图5 50X中心偏析(30s)

图6 500X网状碳化物(30s)

2.3 网状碳化物与中心偏析的关系

图8 50X中心偏析

网状碳化物是一种组织缺陷，它增加了钢的脆性降低了钢的塑韧性。它是由于连铸坯本身存在的中心碳偏析，尽管轧制时线材组织处于奥氏体化状态，且轧制温度高，但由于保温时间短，心部碳偏析难以消除，破坏了基体组织的均匀性[3]。因此，82B的网状碳化物一般伴随中心偏析的出现而出现，故二者的存在一定的位置对应关系。

国家标准中规定，高碳钢的网状碳化物在显微镜下用500X进行全截面检验，而中心偏析用50X进行检验。用磷偏析试剂腐蚀后，用光学显微镜在500X下检验全截面，发现在中心区域网状碳化物最为严重，切换到50X下，就是中心偏析所在的位置，如图7、图8所示。

通过批量的检验发现，中心偏析越严重的82B盘条金相试样，往往网状碳化物也越严重。