(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211118527.5 (22)申请日 2022.09.15 (71)申请人 山西太钢不锈钢股份有限公司 地址 030003 山西省太原市尖草 坪区尖草 坪街2号 (72)发明人 张寿禄　柳阳　李伟　连杰　王斌　 赵振铎　 (74)专利代理 机构 太原市科瑞达专利代理有限 公司 14101 专利代理师 江淑兰 (51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G01N 1/28(2006.01) G01N 23/2202(2018.01) G01N 23/2251(2018.01)G01N 23/2273(2018.01) (54)发明名称 一种钢中夹杂物的分析方法 (57)摘要 本发明涉及钢铁材料夹杂物分析检测技术 领域， 一种钢中夹杂物的分析方法， 包括以下步 骤： 步骤一： 试样准备； 步骤二： 焊接实施； 步骤 三： 夹杂物的观察评价。 本专利采用焊接熔池 “漂 浮物”分析夹杂物的方法， 不仅可 以反映夹杂物 总量信息， 而且操作相对简便， 成本较低， 可以检 测较大尺 寸的样品， 根据焊接热输入的不同焊接 熔池的大小可以调节， 也就是说分析的体积可以 灵活调节。 可以有效表征钢铁试样一定体积内的 氧化物夹杂总量。 权利要求书1页 说明书6页 附图9页 CN 115420743 A 2022.12.02 CN 115420743 A 1.一种钢中夹杂物的分析 方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤一： 试样准备： 将待分析的钢试样切取厚度为1 ‑10mm的条状试样一 块； 步骤二： 焊接实施： 采用钨极氩弧焊方法进行焊接操作； 采用流量为8 ‑15L/min的氩气 保护； 使用焊机， 选取80 ‑120A的焊接电流、 200 ‑550mm/min焊接速度进行焊接试验， 形成焊 缝； 步骤三： 夹杂物的观察评价： 焊接试验完成后， 首先裸眼宏观观察焊缝表面的 “漂浮物” 的多少， 对钢中夹杂物的总量进行宏观定性评价， 切取包含“漂浮物”的焊缝试样， 在扫描电子显微镜下观察夹杂物 的聚集形态与分布， 利用X射线能谱仪进行夹杂物的成分 分析。 2.根据权利要求1所述的一种钢中夹杂物的分析方法， 其特征在于： 步骤一中试样需要 有一个平整的表面， 如果是板材试样， 直接切取即可， 如果是型材、 棒材、 管材试样， 需要加 工出一个平整表面， 作为实施焊接试验的表面； 表面不能有氧化皮和油污， 如果有氧化皮， 需要酸洗处 理； 如果表面有油污， 需要 使用无水乙醇清洗样品。 3.根据权利要求1所述的一种钢中夹杂物的分析方法， 其特征在于： 步骤二中过的氩气 保护的保护方式采用焊枪送气方式， 或采用焊枪 不送气， 焊缝两侧双排吹气的保护方式。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115420743 A 2一种钢中夹杂物的分析方 法 技术领域 [0001]本发明涉及钢铁材料夹杂物 分析检测技术领域， 尤其涉及一种钢中夹杂物的分析 方法。 背景技术 [0002]众所周知， 非金属夹杂物作为衡量钢质量的重要指标， 其类型、 组成、 形态、 含量、 大小、 分布等各种状态因素都对钢的性能产生影响， 特别是对钢的力学性能、 耐腐蚀性能以 及表面质量危害极大。 因而在冶炼工艺研究中， 夹杂物控制技术是重要的研究内容。 因此， 夹杂物的表征检测技术显得也十分重要， 人们需要对夹杂物进行准确和快速检测， 了解夹 杂物的来源和形成机理， 然后通过有效方法将其控制和去除。 [0003]为了评价夹杂物数量、 尺寸、 形态、 分布和组成， 有多种检测技术在生产科研中应 用。 夹杂物分析方法有多种分类： 有宏观与微观方法之分， 有物理与化学方法之分， 有定性 与定量之分， 有直接与间接之分， 有二维平面和三维立体之分， 有 无损检测和有损检测之分 等等， 大约有3 0多种方法， 这些 方法各有特点的。 [0004]钢样截面上的夹杂物检测技术手段有： 金相显微镜、 图像分析仪、 扫描电镜、 电子 探针等。 用金相显微镜 定性、 定量分析夹杂物是最常用的方法， 是传统的二维检测法。 [0005]金相法是指把钢块试样经过切割、 磨、 抛制成金相样后， 在光学显微镜下研究金相 切面上夹杂物的形貌、 大小、 数量和分布特征。 由于具有简单、 直观、 快速、 原 位的特点， 钢中 夹杂物的形貌观察多采用金相评级技术。 用金相试样法研究夹杂物的前提是必须在金相切 面上暴露并寻找到夹杂物。 由于钢中的夹杂物在三维基体中的分布是随机的， 任意磨抛 的 金相面上夹杂物的出现带有随机性， 金相法容易出现漏检现象。 此外， 由于夹杂物在空间的 取向不同， 同一种夹杂物在金相面上也可能呈现不同的形貌和尺寸， 因此金相法往往不容 易得出全面而正确的结论。 [0006]固态钢样整个体积上的夹杂物检测技术有： 超声波扫描检测法、 曼内斯曼夹杂物 分析法、 X射线CT扫描法、 电解法、 化学溶解 （酸溶法） 、 电子束熔化法(Electron  Beam  Melting)、 冷坩锅熔化法等。 其中电子束熔化法、 水冷坩埚重熔法属于夹杂物浓缩分析方 法。 [0007]电子束熔炼法 （EBM） ： 在真空条件下， 用高能电子束熔化钢样， 夹杂物上浮到钢水 表面。 结合SEM+EDS可进行夹杂物总 量、 组成的定性分析。 其优点： 夹杂物的上浮效率高， 检 测面上的夹杂物数量远远大于浓缩前的表面， 试样尺寸也更大， 因此准确性更高； 此外夹杂 物受污染少， 能够保持夹杂物原始状态。 其缺点： 对于碳钢来说会发生碳沸腾问题， 从而导 致氧化物数量的减少； 在熔炼过程中低熔点夹杂物容易烧结成团， 增加夹杂物尺寸评估的 难度； 此外这个设备也较昂贵。 [0008]水冷坩埚重熔法 （CCBM） ： 试样在冷坩埚上熔化， 试样中各尺寸 的夹杂物粒子在试 样熔化过程中会上浮至重熔的钢液表面， 从而利于SEM观察。 其优点： 分析的试样能够达 100g， 结果具有统计意义； 熔化过程很快； 可在一定压力的氩气条件下操作， 避免了碳沸腾说　明　书 1/6 页 3 CN 115420743 A 3