目的:采用电子探针对合金元素偏析的带状组织进行评定,制定我国冶金行业内合金元素偏析带(一次带状)的评级方法,使人清晰地了解钢中合金元素的带状分布,为国内带状组织的控制和研究提供标准分析方法。
意义:本方法能够全面了解一次带状的分布情况和严重程度,为钢材的生产企业和产品的终端用户在带状组织控制上提供科学的依据,既能促进我国钢铁产品的高质量发展,又可使我国带状组织检测方法的评价体系进一步完善。
必要性:本方法的研究有利于减轻和控制带状组织的产生。钢水在凝固时由于选择性结晶,在钢铁产品上出现不同程度的偏析,热加工后表现为带状组织。钢中带状组织有二次带状和一次带状组织。二次带状组织产生的根本原因是连铸坯在凝固过程中碳和其他合金元素发生偏析而富集在枝间,在热轧加热时,碳能优先达到相对的均匀,而其它元素均匀化却很困难,从而先析出先共析铁素体,当冷却到Ar1 时才开始形成珠光体,便形成了铁素体+ 珠光体带状组织。由组织相变所产生的显微组织带状为二次带状,用硝酸酒精侵蚀后能够看到。二次带状组织一般经过加热正火或者快冷能够减轻或消除。但事实上钢中合金元素偏析所形成的带状还仍然存在,即我们所说的一次带状。一次带状是钢锭锻轧变形时枝干和枝晶间被压延而伸长为纤维组织,是由枝晶偏析沿热加工方向延伸所形成的原始带状。一般需要在较高的温度、十几个小时的长时间扩散退火才有可能有所改善。一次带状一般需要特殊的侵蚀才能显示,很难找到合适的侵蚀方法。一次带状对材料的韧性、疲劳等性能都有重大影响,但一直没有很好的方法进行表征。
电子探针是一种利用电子束作用样品后产生的特征X射线进行微区成分分析的仪器,可以用来分析试样中微区的化学组成,可以进行点、线扫描、面扫描分析。利用电子探针的面扫描可以显示钢中C、Mn、P、S等不同合金元素的偏析带,即一次带状。但如何利用合金元素的偏析带对一次带状进行评定还没有现行的标准方法。研究表明在一次带状的基础上能形成二次带状,有二次带状则一定会有一次带状。但有一次带状的钢材不一定出现二次带状,和轧制时控轧控冷等工艺有密切关系,因此需要对合金元素偏析带(一次带状)其进行表征和评定,从而从根本减轻带状组织,以提高产品质量。