高碳钢盘条中索氏体含量的定量测定

高碳钢盘条中索氏体含量的定量测定

陈 斌 石振华

(马鞍山钢铁股份有限公司钢研所 243000)

摘 要: 为适应对高碳钢盘条中索氏体含量的检测要求,本文提出通过图象仪运用随机统计原理进行人机交互测量,结果准确可靠。

关键词: 高碳钢盘条 索氏体 测定

Quantitative Measurement of Sorbitic Content of High C arbon Steel Wire Rods

Chen Bin Shi Zhen hua

(T he I ron and Steel Resear ch I nstitute ,M aanshan I ron &S teel Co ,L td 243000)

Abstract : T o meet the inspecting requirements of sorbit ic content of high carbon steel w ire r ods,man co mputer inter ac tiv e measurement was made by image analysis system on the basis of r andom statistical principle T he results shown that t his method w as accurate and r eliable

Keywords : hig h carbon steel wire rods; sor bite; measur ement

钢丝及钢丝绳制造业所用原材料大都是优质高碳钢线材。为了保证高碳钢线材在拉拔过程中均匀变形,不产生缩颈和断裂,在拉拔前都要对线材组织进行检验,当组织混杂或不均匀时,要进行铅浴处理以获得索氏体组织,以利于拉拔。目前,随着现代化高速线材轧机的引进,控轧控冷条件越来越完备,国内钢丝绳行业不仅要求生产厂家减少高碳钢线材中的非金属夹杂物和脱碳层深度,还对高碳钢线材中的索氏体含量及组织、性能通条均匀性等提出新的要求

[1]

。

1 测量条件与方法

测定高碳钢线材中的索氏体含量,首先就要明确区分开索氏体和粗片状珠光体,而目前并没有明确的标准进行区分。根据有关资料上的划分认为[2]

,珠光体一般在500倍金相显微镜下即可显示它的组织特征;而索氏体比珠光体要细,在800~1000倍金相显微镜下才能鉴别;至于屈氏体更细,只有在鉴别率较高的电子显微镜下才能分辨清楚,否则呈黑色团状组织。

在定量金相中测定某参数时,选取的试样和测量视场要具有代表性、随机性和统计性,以使测量结果真实可靠,重现性好。光学显微镜下,区分粗片状珠光体和索氏体一般需要在500 倍率下进行,这样,对一个试样就需要测量足够多的视场,才能使测量结果准确可靠。

在试验中,取高碳钢线材金相样品,在光学显微

镜(500 )下采集图象,运用IBAS 图象分析系统进行图象处理和分析测量,测量时不要刻意选取视场,要随机,最好是等间隔地移动载物台。由于珠光体

组织是层片状组织,而图象分析系统是按灰度阈值来提取特征相进行处理测量的,这样在提取珠光体相时仪器只会提取珠光体亮的层片,而不是完整的珠光体团;况且,亮的层片又与先共析铁素体(或先共析渗碳体)处于同一灰度等级,提取时无法分开。为此,只好人机交互操作,即用光笔画出要测量的区域,再进行处理测量。

其测量流程图见图1。

图1 组织含量测量过程示意图

2 应用举例

取高速线材厂SWRH 82B 12 5mm 线材,加工成 10mm 、长12m m 的热模拟试样,在Gleeble -2000热模拟试验机上进行热模拟试验,在加热到900 60s 后,分别以10 s 、30 s 的冷速冷却,其组织特征分别见图2、图3。对10 s 和

第25卷 第1期金 属 制 品1999年2月 Vol 25 N o 1Steel Wire Products F ebruary 1999

30 s 冷速下的试样,利用IB AS 图象分析仪按照事先编制的宏程序,进行组织中索氏体及先共析体含量的测定,结果见表1。

由表1可见,对于组织较均匀的试样,测量10个视场其统计数据已基本可信;同时说明,10 s 的冷速已基本满足了高碳钢盘条索氏体化的控冷

表1 不同冷速下试样中索氏体和先共析体含量的测定结果

冷速 !s -1

所测视场数

索氏体含量 %

铁素体含量 %

珠光体含量 %平均值

标准偏差平均值标准偏差平均值标准偏差10

96 551 090 280 083 171 0710

2096 691 180 240 093 071 153096 531 280 230 093 241 2810

98 040 680 130 061 830 7030

2097 780 930 140 072 080 9530

97 87

0 85

0 14

0 07

1 99

87

图2 10 s 冷速下的显微组织 500

图3 30 s 冷速下的显微组织 500

工艺要求,已有资料印证[2]

,共析碳钢在10 s 的

冷速下即会获得索氏体组织。3 结论

(1)应用图象仪测定高碳钢线材组织中索氏体含量是可行的。测定不同相的面积百分数正是图象

仪的专长,准确可靠,是人工法所不能比拟的。

(2)由于珠光体与索氏体的划分界限在实际操作中较难确定,珠光体组织又具有特有的层片状结构,给图象仪的灰度分离造成困难,人机交互进行分离,相对来说延长了测量周期。

参 考 文 献

1 殷宗荣,郭合理 采用国产和日本盘条生产石油钻探用钢丝绳对比试验的研究.金属制品,1992,18(3):29

2 史美堂 金属材料及热处理 上海:上海科学技术出版社,1980.115

(收稿日期:1998-08-10)

作者简介

陈 斌 1966年1月生,马鞍山钢铁股份有限公司钢研所物理研究室工程师。

石振华 1960年11月生,高级工程师,马鞍山钢铁股份有

限公司钢研所研究室副主任。

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45! 第1期陈 斌等:高碳钢盘条中索氏体含量的定量测定