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项目年度编号
2200160220
中图分类号
TG115
成果公布年份
2022
成果简介
该项目属于金属材料分析测试技术领域、始于2016年、历经6年完成制定1项国际标准和1项国家标准、授权发明专利1项、申请发明专利5项（4项在受理中）。
枝晶偏析的表征主要包括枝晶间距的测量、等轴晶柱状晶比例测量、枝晶偏析元素的定量统计分析等。枝晶间距、元素的偏析程度等都会严重影响铸坯质量、从而决定最终钢材性能。枝晶偏析的表征是提高铸坯质量和改善钢材带状组织的必要和重要手段。
枝晶组织的显示是枝晶特征测量的前提、但枝晶组织一直以来都只能用浸蚀剂浸蚀显示、浸蚀剂种类、浸蚀湿度、浸蚀时间等往往会因钢种而异、很难每一钢种都找到合适的浸蚀工艺、而在目前苦味酸由于其危险性已被限制使用的情况下、很多钢种都无法浸蚀显示枝晶组织。该项目不仅针对传统用浸蚀显示枝晶组织的金相法、开发了系列浸蚀方法、可以实现从低碳、中碳到高碳绝大部分低合金钢枝晶组织的清晰显示、而且在国内外首次开发了无需浸蚀而是通过偏析元素的分布清晰显示枝晶组织的三种方法；电子探针法、扫描电镜法和微束X射线荧光光谱法、不但覆盖了绝大部分钢种、而且可以显示大部分合金的枝晶组织。其中、金相法相对比较简单快捷、对设备的要求比较低、但需要使用化学试剂对试样浸蚀、对操作人员不友好、对环境有污染、而新开发的电子探针法、扫描电镜法和微束X射线荧光光谱法、试样无需浸蚀、绿色环保、是枝晶组织显示的必然趋势、二次以上枝晶间距的测量精度提高数十倍以上。
另外、尽管枝晶组织中元素的偏析程度对铸坯质量和后续轧材性能有着重要影响、但由于一直以来枝晶组织只能浸蚀显示、在浸蚀后的组织上选有限的数据点做定量分析、误差很大、无统计意义、所以枝晶偏析元素的统计分析未有文献报道。该项目结合新开发出的枝晶组织显示的电子探针法、通过元素的面分析的大量数据实现自动化计算偏析比来表征枝晶偏析程度、统计量提高了数万倍以上、定量精度有了数量级的提高。还首次论证枝晶偏析比的表征可以以材代坯、可以大幅减少实验量、提高枝晶偏析表征的实用性和便捷性、形成了一套完整的枝晶偏析定量表征方法、已转化为国际标准和国家标准、在国内外广泛推广应用。
技晶偏析表征技术已成功应用于很多材料、为多个科研项目提供了全面丰富的分析数据、为科研和生产一线解决产品研发、生产过程中所遇到组织异常，缺陷分析及产品失效等提供了有利的支持。
完成人
鞠新华 严春莲 沈学静 孟杨 温娟 陈鹰 李冬玲 马跃 史学星 晁月林 张慧峰 周洁 陈涛 蒋基福 贾惠平
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