洁净钢钢坯镜面加工检测技术
一般来说,钢材的洁净度主要取决于钢中的非金属夹杂物,包括夹杂物的数量、大小、形状、成分和分布等。对于洁净钢的定义,一种比较合适的说法是:当钢中非金属夹杂物直接或间接地降低了钢材的加工性能、使用性能或其他性能时,这种钢就是不洁净的。这一定义的核心是“降低钢材的加工、使用或其他性能”,可见当钢材中存在对其性能产生影响的气泡、裂纹等缺陷时,这种钢也不能称为洁净钢。因此洁净钢检测对象应包括能影响钢材性能的夹杂物和缺陷,其数量、大小、形状和分布等直接影响着钢材的的洁净度。
目前钢铁企业洁净度检测主要局限于小试样的抽检。有些大试样的抽检称之为“宏观金相”检测或“宏观洁净度”检测,其检测面积一般在200mm2 左右,而且鲜见相关报道。此外,现有的洁净度评估主要集中在轧材、制成品上进行或等待用户的反馈,也有一些在钢坯上的评估方法,但这些方法往往结果粗糙,效果不好(如低倍检验、硫印试验等),有些新近发展起来的方法(如电解、图像、超声等)尚存在一些技术瓶颈,有待于进一步完善和创新。
钢坯镜面加工
镜面加工的含义是把钢铁材料的表面加工成像镜子一样光亮,其最新的创新技术是能够把大型金属(如钢坯)表面加工成镜面,简称大镜面或钢坯镜面加工。钢坯镜面加工的实现依赖于一套新近研发的试样加工装备,该装备称为“重型超精密镜面铣磨一体化数控机床”。钢坯镜面加工技术突破了机械加工的一个世界性难题———大型金属表面镜面加工。例如,该技术首次实现了连铸板坯全端面的大镜面加工,加工面积≥230mm×2100mm,加工后端面上任意一点粗糙度:纵向Ra<0.02μm ,横向Ra<0.05μm。该种镜面又称之为雾状镜面。图1是加工成雾状镜面的连铸板坯表面局部形貌,粗糙仪显示其纵向粗糙度Ra=0.011μm,已经达到了粗糙度标准要求的最高等级。
钢坯实现了镜面加工,就为在钢坯上直接进行显微缺陷检测、非金属夹杂物检测、枝晶分析以及纯净度检测等多元化联合检测提供了必要条件。
钢坯镜面加工的作用与意义
钢坯镜面加工就是指将钢坯端面加工成雾状镜面。钢坯镜面加工的重要作用在于:
①可在镜面上检测尺寸微小的缺陷,其理论分辨率可达到几微米;
②可在钢坯上直接检测非金属夹杂物;
③可进行钢坯枝晶检测和凝固组织分析;
④可在钢坯上进行洁净度检测等等。
其中,微缺陷、非金属夹杂物以及洁净度等检测,通常都是在板材、棒材、线材或管材等轧材或金属制品上进行,钢坯实现镜面加工后,使这些检测都可以在钢坯上进行了。
由此可见,对钢铁冶金而言,钢坯镜面加工最重要的意义是在于把一些通常在轧材、金属制品上进行的理化检测前移到了在钢坯上进行检测,由此会带来理化检测和冶金生产的重大变革。