制作高碳鋼盤條索氏體含量評級圖譜提高檢測準確性

周啟航

（新余鋼鐵集團有限公司，江西 新余 338001）

1 高碳鋼盤條索氏體含量金相檢測的現狀

YB/T169-2014 規定了高碳鋼盤條索氏體含量金相檢測方法有：金相手工檢測法、圖像分析儀標樣檢測法、比較法。金相手工檢測法通過待測樣品的金相組織圖片，采用網格數點法，為仲裁法。圖像分析儀標樣檢測法通過將標準樣品和待測樣品在同一條件下制樣，同一設備和檢測參數下進行檢測。因檢測周期較長，不適用于日常生產檢測。比較法是通過金相顯微鏡顯示待測樣品的金相組織，將觀測到的金相組織與索氏體含量標準評級圖譜對比來評定待測樣品的索氏體含量級別，比較法既方便又實用。因生產周期需求，日常檢測常用比較法。新鋼公司生產的高碳鋼盤條主要有65#、70#、82B 等，其顯微組織組成不同，標準評級圖譜單一，適用性不大，不能滿足現檢測需求。

2 高碳鋼盤條索氏體含量檢測的目標設定

為了較為準確的評定高碳鋼盤條索氏體含量（或級別），針對公司生產的高碳鋼盤條，品種有：60、65、70、82B 等，分別制作相對應的索氏體含量（或級別）圖譜，以滿足日常檢測需求。

3 對策實施

3.1 分辨索氏體組織

索氏體就是高碳鋼盤條在控制冷卻過程中形成的非平衡態珠光體類型組織。

3.2 索氏體含量檢測點的位置

在直徑為D 的盤條橫截面上，選取以盤條中心為圓心，以半徑r=R/2 或（D/4）的圓環作為該樣品索氏體含量檢測環。在該檢測環上隨機選取一點作為樣品索氏體含量的檢測點o1，在o1 點的左右兩側連續選取包括o1 點在內的三個檢測視場，通過金相顯微鏡放大500 倍后與標準評級圖進行對比，進行評級。當三個檢測視場的索氏體含量級別不相同時，取其中間值為待測樣品的索氏體含量級別。當三個檢測視場的索氏體含量級別有兩個相同或三個均相同是，以其相同值代表待測樣品的索氏體含量級別。

3.2.1 選擇合適的顯微鏡配置，以及攝像頭配置

根據現有實驗設備選出物鏡放大倍數為50 倍，物鏡數值孔徑為0.75，且配置的圖片采集攝像頭為60N-C 2/3”0，5X 的金相顯微鏡，完全符合標準所需的物鏡放大倍數為50 倍，物鏡數值孔徑不小于0.65。

3.2.2 收集資料，根據現公司產品情況，確定實驗鋼種

公司所需要檢測索氏體等級的高碳鋼盤條鋼種有：60、65、65Mn、70、82B，為了覆蓋公司生產的高碳鋼盤條，本次實驗選擇：60、65、70、82B 四種牌號的線材作為實驗鋼種。

表1 要因確認內容及標準

表2 制定對策

3.2.3 通過試驗，確定各鋼種高碳鋼盤條不同室溫下的腐蝕時間，統一腐蝕后的試樣面灰度

索氏體檢測所使用的腐蝕液一般為3%～5%的硝酸酒精，腐蝕時間一般為5s～11s。由于制作圖譜對試樣的腐蝕后組織顯示的灰度有嚴格要求，且發現溫差較大時腐蝕時間略有不同。為了方便日常檢測，統一腐蝕液濃度為4%的硝酸酒精?，F通過試驗確定不同室溫時，不同腐蝕時間下的試樣腐蝕面情況。

圖1 60，65，15℃室溫4%的硝酸酒精腐蝕情況

圖2 60，65，70，82B，15℃室溫4%的硝酸酒精腐蝕情況

通過圖1、2 可知在15℃和25℃室溫下，經4%的硝酸酒精腐蝕后，效果最佳的腐蝕時間見表3。

表3 經4%的硝酸酒精腐蝕后，腐蝕時間表

3.2.4 通過試驗，各牌號篩選具有代表性的圖片，收錄到圖譜中

將大量60、65、70、82B 四種牌號的盤條通過比較法測量的索氏體含量不同級別的試樣通過統一實驗條件下加工后，分不同次數進行測量如下。

表4 不同次數所測P+T 含量

4 效果檢查

新制作的圖譜如下。

圖3 新制作圖譜

然后再應用金相分析軟件進行分析，得出數據如下表。

圖4 二相分析前后圖片

表5 用新圖譜測P+T 含量

由此可看出圖4 索氏體含量應評2.0 級，而用新圖譜通過對比法評定的級別更為接近。達到了此次實驗的效果，提高了公司高碳鋼鋼中索氏體含量檢測的準確率，減小檢測人為誤差。