5.2 Разработка количественных методов оценки структуры

При производстве стали существует важный этап определяющий качество металла и возможность его продажи. Этот шаг называется приемо-сдаточные испытания продукта . Например, для штрипсовых сталей этими испытаниями являются: механические свойства: прочность на растяжение, ударная вязкость, испытания падающим грузом, измеренные при комнатных и низких климатических температурах. Необходимо разобраться в причинах неадекватности результатов данных испытаний.

Во-первых, стандарты, применяемые для оценки структуры устарели и относятся к состоянию технологии 60-70-х годов прошлого века .

Структура учитывается факультативно размером зерна по ГОСТ 5639 и полосчатостью по ГОСТ 5640. Металлургическое качество оценивается содержанием неметаллических включений по ГОСТ 1778-70.

За последние несколько десятков лет выросли требований к качеству металлопродукции, что обусловило создание новых технологических решений, позволяющих производить металл с более высокими свойствами. Вот, например, эффективно проведенная внепечная обработка позволяет снизить содержание включений ниже второго балла по ГОСТ 1778-70. Столь низкое содержание неметаллических включений не оказывает негативного влияния на свойства стали. Напротив именно на такие равномерно распределенные включения могут послужить подложкой для образования игольчатого феррита, обеспечивающего наилучшее сочетание прочности и вязкости разрушения сталей. Более того структура штрипсовых сталей , как правило, феррито-бейнитная или бейнитная, поэтому практически отсутствует, а дисперсность структуры характеризуется не столько размером зерна феррита, который практически невозможно выделить в феррито-бейнитных сталях, сколько дисперсностью и морфологией элемента структуры с учетом всех ее составляющих. Таким образом, набор структурных характеристик, используемых в настоящее время для приемо-сдаточных испытаний трубных сталей, устарел и не может характеризовать потребительские свойства штрипса.

Во-вторых , механические свойства, не в полной мере характеризуют потребительские свойства стали. Технология не обеспечивает изотропную структуру, одинаковую по площади и толщине листа, «разброс» значений при механических испытаниях может быть значительным В современной практике производители чаще всего испытывают образцы взятые из наиболее чистых по дефектам мест, однако разрушение метала обычно происходит в наиболее критичных участках ( т.е. в там где есть отклонения по структуре стали).

Таким образом, возникает необходимость в создании методики оценки качества штрипса.

Известно, что структура стали определяет ее свойства. Поэтому, если правильно «оцифровать» структуру с помощью современных методов количественной металлографии, то именно структура, а не механические свойства, сможет более объективно характеризовать потребительские свойства штрипса.

Покажем, как современные методы анализа изображений можно использовать для оценки металлургического качества и всех форм структурной неоднородности современных трубных

сталей.