[发明专利]一种超低碳含量薄板试样的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超低碳含量薄板试样的表面处理方法，尤其一种可应用于辉光放电发射光谱法分析超低碳含量的薄板表面处理方法。

背景技术

随着国家建设和市场经济的发展，对钢材品种、性能、质量的要求越来越高，碳是钢中最重要的合金元素之一，其含量的多少可直接影响到钢的延展性、柔韧度及多项物理及深加工性能，目前超低碳含量优质钢的应用越来越广。而优质钢生产中对超低碳含量的控制要求很严格，特别是分析材质为厚度0.50mm-2.0mm的薄板，碳元素含量0.0020％-0.0050％钢板，对及时掌握产品中超低碳含量，指导高附加值产品的生产有着非常重要的意义。

目前钢中碳含量分析有GB/T 223.69-1997钢铁及合金化学分析方法《管式炉内燃烧后气体容量法测定碳含量》，分析范围0.10％-2.0％。GB/T 223.71-1997钢铁及合金化学分析方法《管式炉内燃烧后气体重复法测定碳含量》，分析范围0.10％-5.00％。GB/T 20123-2006钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规法)，分析范围0.0050％-4.30％。ISO 15350-2000碳含量的分析下限为0.0050％。ASTME1019-2000碳含量的分析下限为0.0050％。

采用高频感应炉燃烧后红外吸收法测定钢中的超低碳含量，由于对超低碳含量试样加工要求非常高，容易出现加工过程过热引起碳元素的加工偏析，而且环境控制要求非常高。对于厚度很薄的薄板试样加工过程更加难以控制，易对分析造成严重偏差影响。《碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法》由于受火花源原子发射光谱自身技术条件的限制，分析下限为0.0050％，同时明确要求，试样直径大于16mm，试样厚度大于2mm。对于厚度为0.50mm-2.0mm的冷、热轧薄板样品，火花源原子发射光谱法无法完成超低碳元素含量的分析。对于薄板中碳含量小于0.0050％的样品分析无法实现准确分析。

因碳元素分析波长范围在130nm-180nm之间，属于紫外短波长，分析的灵敏度低。采用常规前处理手段的辉光放电发射光谱法分析碳元素含量0.0050％时，再现性极差R达到0.0050％，已经不具有准确分析能力，没有实际应用的价值。对于试样厚度从0.50mm-2.0mm，碳元素含量为0.0020％-0.0050％薄板，采用常规试样表面处理手段的辉光光谱法无法准确测量其含量值，况且由于现有的较薄试样都采用金相水磨磨抛，磨抛之后表面会存在大量的游离物严重影响超低碳分析的再现性和稳定性，因此现有的分析技术试样表面处理手段不能满足辉光光谱法对薄板中超低碳含量的准确测试要求。

发明内容

本发明目的是提供一种超低碳含量薄板试样的表面处理方法，特别是一种可应用于辉光放电发射光谱法分析超低碳含量的薄板表面处理方法。薄板厚度为0.50mm-2.0mm，碳元素含量(质量百分比)的分析范围0.0020％-0.0050％。

为实现本发明能应用于辉光光谱法对薄板中超低碳元素的准确分析，需保证试样激发表面的光洁度，消除试剂污染，减少激发过程温差影响，达到分析手段的稳定性和分析准确度，对薄板试样大小和表面处理过程进行特别的优化，从而实现薄板中超低碳元素含量的辉光放电发射光谱发准确定量分析。

本发明所述的试样的表面处理包括以下步骤：1)试样裁剪成长方形或方形，厚度为0.80mm-2.0mm，长50mm-120mm，宽30mm-65mm；薄板一端向上弯曲(长10mm-30mm)与水平成30°-90°。2)在磨抛机上进行表面磨抛处理，砂纸选择氧化锆砂纸或三氧化二铝砂纸，砂纸粒度200目-300目，磨抛光洁面积300mm²-900mm²的新的连续表面，磨抛后的试样的厚度大于0.40mm以上，磨抛后再用400目-500目的砂纸2次磨抛处理。3)打磨后的试样装进1L的烧杯，浸泡在无水乙醇中，进行超声波振荡处理2min-5min，进一步清除打磨面存在的极其细微的游离粉尘或者油脂沾污，取出风干，进行分析。

本发明对处理后的超低碳含量薄板试样采用辉光光谱仪进行检测其参数工作范围为：预燃时间40s-80s，激发电压1100V-1300V，激发电流45mA-55mA，积分时间15s-45s，分析时需加载冷却水装置。采用标准样品建立校准曲线，以铁元素371.029nm或249.326nm为内标线建立校准曲线，试样每次在不同的位置上激发，取平均值为检测结果。