钢材洁净度检测方法大体可分为3类:化学分析方法、金相观察方法和无损物理检测方法。
钢材的洁净度决定于其中的非金属夹杂物,而夹杂物的尺寸及分布则是表征洁净度的重要特征值,其确定是一个统计学的问题。换言之,洁净度确定是依赖于找到临界值以上大型夹杂物的概率,这个概率很小,只有检测样本足够大(检测的体积或面积足够大),夹杂物出现概率比较多的时候,才能够通过数理统计方法向大直径夹杂物进行对数正态外推,并获得宏观洁净度。依据这个原则,表1中例举的16种洁净度检测方法,其使用条件与效果也各有不同。例如大样电解检验的试样质量为10kg,虽属宏观检测但与铸坯质量相比该试样量依然很小;硫印检测的面积很大但效果较差;定量宏观金相属于宏观检测和面积检测,仍然依赖多个小试样的检测结果。
表1中比较好的方法是超声波检测法。超声波检测是三维体积检测,与二维面积检测有本质区别。首先因为夹杂物是三维的,所以三维体积检测可以做到大型夹杂物不漏检。二维面积检测则只能检测到被平面所截的夹杂物,大型夹杂物极易漏检;其次是如果在相同面积上检测,三维体积检测样本远大于二维面积检测,可以充分满足宏观检测的统计要求。
超声检测的第2个优点是如果使用特殊超声波(高频、聚焦检测器),可辨别小于50μm的夹杂物同时可以检测内部的气泡、裂纹等缺陷。超声波检测的第3个优点是通过计算机辅助测量系统,可以将夹杂物或缺陷分布投影到x-y 坐标图中,从而得到量化检测结果。
目前使用较好的超声波检测法是曼内斯曼(MIDAS)洁净度确定方法,由德国Mannesmann公司开发,其在线超声波检测系统已经用于热轧带钢和厚钢板检测,但在连铸坯的应用,尤其是大型板坯上的应用还鲜有报道。
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