一种铸坯的鸟巢裂纹检测方法与流程

专利2025-10-08  5


本发明属于铸坯裂纹检测,更具体地,涉及一种铸坯的鸟巢裂纹检测方法。


背景技术:

1、判断大断面磨球钢铸坯“鸟巢”裂纹产生的原因,主要是查找“鸟巢”裂纹的裂纹源位置,判断裂纹源产生的工序,为优化生产工艺提供技术支撑。目前,铸坯的“鸟巢”裂纹的裂纹源主要有两种。

2、一种是铸坯的“鸟巢”裂纹的裂纹源是位于铸坯芯部的应力裂纹,裂纹源产生于轧钢工序。大断面磨球钢铸坯因碳和合金含量较高,导热性较差,对加热速度非常敏感,冷坯在装入加热炉的加热过程中,热量的传导是由表及里的,从钢坯的表面到中心存在着温度梯度;相应地,在钢坯内部产生热应力。热应力作用的结果,使钢坯的表层受到压应力,而钢坯中心会受到拉应力,由于钢坯中心部位是低熔点组分和杂质富集的地方,强度最低,甚至还存在间断性的缩孔,对于大断面的铸坯,如果温升过快,在钢坯芯部形成裂纹。如果芯部已形成裂纹或形成较大的应力,钢坯在加热及轧制过程中就会出现断裂和裂纹现象,在大压下量开坯时,钢坯芯部裂纹会由内扩展到表面,最后形成“鸟巢”裂口或直接断裂。

3、另一种是“鸟巢”裂纹的裂纹源是位于铸坯表面的横裂纹,裂纹源产生于炼钢工序。铸坯表面裂纹主要是炼钢连铸过程产生的,主要有以下方面原因:(1)nb、al与c、n有很强的亲和力,连铸坯过矫直区时温度位于900~700℃的低塑性区,由于γfe→αfe的转变及al、nb、n含量较高的钢种在此温度区间内aln、nbn、nbcn大量析出,造成晶界脆性,铸坯内弧面坯壳抵抗不了矫直力的作用产生横裂纹;(2)温度在700~900℃的范围是钢的低塑性温度区,如炼钢连铸二冷制度不合适,铸坯在这一温度范围进行矫直,铸坯极易产生横裂纹;(3)结晶器液面波动频繁导致弯月面初生坯壳厚度不均匀及振痕变深,不利于减轻横裂,拉速波动过大导致在扇形段内铸坯二冷水量波动较大,导致部分铸坯矫直温度落入脆性区的范围内,易产生横裂纹。铸坯表面产生的横裂纹,大断面铸坯在轧钢在大压下量开坯时,钢坯表面裂纹会由表面扩展到芯部,最后形成“鸟巢”裂口或断裂。

4、现有技术是将铸坯的鸟巢裂纹制成断口试样,通过宏观观察鸟巢裂纹断口宏观形貌,确定产生鸟巢裂纹的裂纹源,在裂纹源处截取试样做断口分析,通过裂纹源处的断口形貌特征判定鸟巢裂纹产生原因。然而,高温氧化铁皮覆盖的断口无法准确找到裂纹源,常常造成裂纹产生原因的误判,难以准确判断产生鸟巢裂纹的工序。


技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中存在的不足,提供一种铸坯的鸟巢裂纹检测方法,解决现有技术中对铸坯的鸟巢裂纹的检测不够准确、检测结果不够可靠的问题。

2、为了实现上述目的,本发明提供一种铸坯的鸟巢裂纹检测方法,包括:

3、在铸坯上截取带有鸟巢裂纹的铸坯段;

4、在鸟巢裂纹处沿铸坯段的截面将铸坯段切开,获得至少一个断口试样;

5、在一个断口试样上切取第一试样、第二试样和第三试样,所述第一试样靠近鸟巢裂纹在铸坯段上的开口,所述第三试样处于断口试样的芯部,所述第二试样处于所述第一试样与所述第三试样之间;

6、对所述第一试样、所述第二试样和所述第三试样进行检验,获取鸟巢裂纹断口一侧的形貌特征、高温氧化物特征和脱碳层特征;

7、根据所述形貌特征、所述高温氧化物特征和所述脱碳层特征,判断鸟巢裂纹的裂纹源和产生时机。

8、可选地,在铸坯上截取带有鸟巢裂纹的铸坯段包括:

9、确定鸟巢裂纹位置;

10、沿铸坯的轴向在鸟巢裂纹的两侧设定切割位置,切割位置与鸟巢裂纹之间的距离为设定距离;

11、沿切割位置将铸坯段切下。

12、可选地,采用锯切的方式,将铸坯段切下。

13、可选地,采用锯切的方式沿锯切面将铸坯段切开,所述锯切面穿过鸟巢裂纹在铸坯段上的开口。

14、可选地,切取第一试样、第二试样和第三试样前,在断口试样的鸟巢裂纹断口一侧标记出取样位置。

15、可选地,所述第一试样、所述第二试样和所述第三试样的取样位置均标记成矩形。

16、可选地,对所述第一试样、所述第二试样和所述第三试样进行检验之前,选取检测面,所述第一试样的检测面为靠近鸟巢裂纹断口一侧并垂直于铸坯段上带有鸟巢裂纹的开口的表面的切割面,所述第二试样和所述第三试样的检测面与所述第一试样的检测面共面。

17、可选地,还包括对所述检测面进行磨制和抛光,以使所述检测面达到金相检验要求。

18、可选地,对所述第一试样、所述第二试样和所述第三试样进行的检验包括形貌检验和金相检验,所述形貌特征包括氧化铁皮颜色是否均匀,所述高温氧化物特征包括高温氧化物是否存在,所述脱碳层特征包括完全脱碳层和半脱碳层是否存在。

19、可选地,根据所述形貌特征、所述高温氧化物特征和所述脱碳层特征,判断鸟巢裂纹的裂纹源和产生原因包括:

20、若鸟巢裂纹断口一侧氧化铁皮颜色均匀,所述第一试样的鸟巢裂纹断口一侧组织为无完全脱碳层、无高温氧化物,则判定鸟巢裂纹的裂纹源是铸坯芯部应力裂纹,且鸟巢裂纹在轧制开坯过程形成;

21、若鸟巢裂纹断口一侧氧化铁皮颜色不均匀,所述第一试样的鸟巢裂纹断口一侧组织为存在完全脱碳层、半脱碳层、存在高温氧化物,且所述第二试样和所述第三试样的鸟巢裂纹断口一侧组织为存在完全脱碳层、半脱碳层、存在高温氧化物,则判定鸟巢裂纹的裂纹源在铸坯表面的裂纹,且鸟巢裂纹在铸坯轧制加热之前已经形成。

22、本发明提供一种铸坯的鸟巢裂纹检测方法,其有益效果在于:该铸坯的鸟巢裂纹检测方法在断口试样靠近鸟巢裂纹在铸坯段上的开口的位置切取第一试样,在断口试样的芯部切取第三试样,在第一试样与第三试样之间切取第二试样,基于第一试样、第二试样和第三试样进行检验,获取鸟巢裂纹断口一侧的形貌特征、高温氧化物特征和脱碳层特征,综合鸟巢裂纹断口一侧的形貌特征、高温氧化物特征和脱碳层特征的分析,既准确判断鸟巢裂纹的裂纹源,又能够准确判断鸟巢裂纹产生于哪个工序,提高对铸坯的鸟巢裂纹的检测的准确性和检测结果的可靠性。

23、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。



技术特征:

1.一种铸坯的鸟巢裂纹检测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的铸坯的鸟巢裂纹检测方法,其特征在于,在铸坯上截取带有鸟巢裂纹的铸坯段包括:

3.根据权利要求2所述的铸坯的鸟巢裂纹检测方法,其特征在于,采用锯切的方式,将铸坯段切下。

4.根据权利要求1所述的铸坯的鸟巢裂纹检测方法,其特征在于,采用锯切的方式沿锯切面将铸坯段切开,所述锯切面穿过鸟巢裂纹在铸坯段上的开口。

5.根据权利要求1所述的铸坯的鸟巢裂纹检测方法,其特征在于,切取第一试样、第二试样和第三试样前,在断口试样的鸟巢裂纹断口一侧标记出取样位置。

6.根据权利要求5所述的铸坯的鸟巢裂纹检测方法,其特征在于,所述第一试样、所述第二试样和所述第三试样的取样位置均标记成矩形。

7.根据权利要求1所述的铸坯的鸟巢裂纹检测方法,其特征在于,对所述第一试样、所述第二试样和所述第三试样进行检验之前,选取检测面,所述第一试样的检测面为靠近鸟巢裂纹断口一侧并垂直于铸坯段上带有鸟巢裂纹的开口的表面的切割面,所述第二试样和所述第三试样的检测面与所述第一试样的检测面共面。

8.根据权利要求7所述的铸坯的鸟巢裂纹检测方法,其特征在于,还包括对所述检测面进行磨制和抛光,以使所述检测面达到金相检验要求。

9.根据权利要求1所述的铸坯的鸟巢裂纹检测方法,其特征在于,对所述第一试样、所述第二试样和所述第三试样进行的检验包括形貌检验和金相检验,所述形貌特征包括氧化铁皮颜色是否均匀,所述高温氧化物特征包括高温氧化物是否存在,所述脱碳层特征包括完全脱碳层和半脱碳层是否存在。

10.根据权利要求9所述的铸坯的鸟巢裂纹检测方法,其特征在于,根据所述形貌特征、所述高温氧化物特征和所述脱碳层特征,判断鸟巢裂纹的裂纹源和产生原因包括:


技术总结
本发明提供一种铸坯的鸟巢裂纹检测方法,涉及铸坯裂纹检测技术领域,包括:在铸坯上截取带有鸟巢裂纹的铸坯段;在鸟巢裂纹处沿铸坯段的截面将铸坯段切开,获得至少一个断口试样;在一个断口试样上切取第一试样、第二试样和第三试样,第一试样靠近鸟巢裂纹在铸坯段上的开口,第三试样处于断口试样的芯部,第二试样处于第一试样与第三试样之间;对第一试样、第二试样和第三试样进行检验,获取鸟巢裂纹断口一侧的形貌特征、高温氧化物特征和脱碳层特征;根据形貌特征、高温氧化物特征和脱碳层特征,判断鸟巢裂纹的裂纹源和产生时机;解决现有技术中对铸坯的鸟巢裂纹的检测不够准确、检测结果不够可靠的问题。

技术研发人员:祖义忠,赵喜庆,尚进,尹玉新,杜杨,张然,李博,石文静,刘文慧
受保护的技术使用者:凌源钢铁股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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