钢材的检查方法

专利名称：钢材的检查方法
技术领域：
本发明是关于检查经过热处理步骤而制造的不锈钢材的钢材检查方法。
技术背景不锈钢材，例如是将奥氏体(austenite)系不锈钢材(JIS规格规定的 SUS304等)经过热处理步骤而制造。图6及图7示出以金属显微镜观察到的不锈钢材的金属组织。SUS钢材 在热处理步骤被适当地进行时，金属组织会成为如图6所示的固熔化组织。 固熔化组织为Cr(铬)在金属组织内均等分布，耐腐蚀性大的组织。适当的热 处理，是将SUS钢材保持在1050~ 1100。C的温度后，骤冷并使碳化物等固 熔在母材中的处理。相对于此，在热处理步骤不充分时，金属组织会成为如图7所示的高敏 感性化组织。高敏感性化组织为对于腐蚀敏感的组织。不充分的热处理，例 如将SUS钢材于约60(TC加热2小时以上后，緩慢地冷却的处理。SUS钢材 若曝露在约600。C的温度，则Cr碳化物(Cr23C6)会析出在结晶粒界，且由于 Cr集中在结晶粒界，在结晶粒界的附近会出现Cr的空乏区域。由于出现Cr 空乏区域，会降低SUS钢材的耐腐蚀性。图7的金属组织中，线的部分(例 如线L的部分)为结晶粒界。线L部分的周边成为Cr的空乏区域。将SUS钢材使用在制品时，在接收物料的阶段，必需检查钢材是否满 足充分的质量。若接收物料不适当而买入热处理步骤不充分的SUS钢材并 使用在制品，有时会引起重大的问题。例如，若将热处理步骤不充分的SUS 钢材使用在压力传送器的构成构件，则放置在现场的压力传送器会腐蚀，有 时会引起传送器破坏的事故。SUS钢材即使成分相同，由于热处理步骤有时金属组织会变化。因此， 必需在钢材的接收物料检查，严格地检查金属组织的结晶状态。在使用在流量计的不锈钢材的供料源变更的情形，从新的供料源拿到的 不锈钢材，究竟经由如何的热处理步骤所制造，为不明的。因此，买方必需 进行接收物料检查以知是否满足充分的质量。 以往，不锈钢材的检查有如下作法。(a) 以荧光X射线分析装置分析不锈钢材的成分。(b) 使用金属显微镜来观察不锈钢材的金属组织。专利文献1中记载，以超声波检查装置检查钢材的填角焊接(fillet welding)部的焊接缺陷的检查方法。专利文献2记载通过以电磁超声波感应器在钢材表面流过涡电流，而诊 断钢材的热履历的诊断方法。[专利文献1]日本特开平10-10094号公报[专利文献2]日本特开平8-Z78287号公才艮发明内容但是，(a)的作法，虽能分析钢材的成分，但无法检查金属组织的状态。此外，(b)的作法，由于以金属显微镜进行组织观察，因此检查费时长。 再者，将显微镜带到接收物料现场进行检查的作业是麻烦的。本发明是为解决上述问题而生，通过将氢氟酸系酸洗液附着在不锈钢 材，并依据不锈钢材的变色状态检查不锈钢材的耐腐蚀性(结晶状态)，而实 现于接收物料现场以短时间、轻易地检查不锈钢材的结晶状态的非破坏性钢 材冲全查方法。为解决像这种课题，本发明的构成如下。(1) 一种钢材的检查方法，是检查经过热处理步骤而制造的不锈钢材， 其特征在于将氬氟酸洗液涂布在不锈钢材，并依据不锈钢材的变色状态检查不锈钢 材结晶状态是否良好。(2) —种钢材的检查方法，是检查经过热处理步骤而制造的不锈钢材， 其特征在于将不锈钢材浸泡于氬氟酸系酸洗液，并依据浸泡后不锈钢材的变色状 态，检查不锈钢材结晶状态是否良好。(3) 按照(1)或(2)的钢材的检查方法，其中，将前述氢氟酸系酸洗液涂布 在不锈钢材后，或将不锈钢材浸泡在氢氟酸系酸洗液后，在不锈钢材生锈而
变色时，则定不锈钢材的结晶状态为不良。(4) 按照(1)或(2)的钢材的检查方法，其中，前述氢氟酸系酸洗液含有氟 化氬及硝酸。(5) 按照(1)或(2)的钢材的检查方法，其中，前述氲氟酸系酸洗液为钝化 酸洗剂。(6) 按照(1)或(2)的钢材的检查方法，其中，前述不锈钢材，为含有铬的 不锈钢材。(7) 按照(1)或(2)的钢材的检查方法，其中，以便携式元素分析装置分析 不锈钢材的成分，根据分析结果，当不锈钢材的成分满足条件时，再实施不 锈钢材结晶状态是否良好的检查。(8) 按照(2)的钢材的检查方法，其中，浸泡前述不锈钢材的氬氟酸系酸 洗液为透明液体或凝胶状物质。发明效果由以上说明可知，本发明具有如下效果。(l)通过将氢氟酸系酸洗液附着在不锈钢材，并观察不锈钢材的变色状 态，检查不锈钢材的耐腐蚀性(结晶状态)。因此，能在接收物料现场，以短 时间、轻易地检查不锈钢材的结晶状态。检查能以非破坏地实行。由此，能对于不锈钢材，进行从钢材到制品全部处理中的结晶质量检查。(2) 由于氬氟酸系酸洗液为钝化酸洗剂，因此即使涂布在不锈钢材，亦 不致损害到钢材本体。(3) 检查对象由于为含铬的不锈钢材，因此能检查实地机器的构成构件。 由此，即使流量计使用的不锈钢材的货源变更的情形，亦能将经过不充分热 处理步骤而制造的不锈钢材在接收物料检查排除。(4) 通过并用结晶状态的检查以及成分分析，能实现更充分的接收物料 检查。


图1 (a) (c)示出本发明的方法之一 实施例说明图。 图2示出本发明的方法的处理步骤流程图。 图3示出本发明的方法其它实施例说明图。
图4示出在接收物料现场实施的不锈钢材检查步骤流程图。 图5示出不锈钢材成分分析的作法说明图。图6示出以金属显微镜观察到的不锈钢材的金属组织。 图7示出以金属显微镜观察到的不锈钢材的金属组织。符号说明10 不锈钢材20 氬氟酸系酸洗液30 涂布装置31 毛刷 40 容器 50 锈 60 容器70 便携式荧光X射线分析装置具体实施方式
以下，使用图式对于本发明详加说明。 图1示出本发明方法之一实施例说明图。如图l(a)所示，在成为检查对象的不锈钢材10，涂布氢氟酸泉酸洗液20。成为检查对象的不锈钢材10,例如，含铬的不锈钢材。含铬的不锈钢材，有马氏体(martensite)系不锈钢材、奥氏体不锈钢材等。 举一例来说，例如JIS规格规定的SUS钢材(例如，SUS304)。氢氟酸系酸洗液20,例如为成分含氟化氢及硝酸的液体。成分比例之 例，有氟化氢5wt。/。(wt。/。为重量。/。)、硝酸31wt。/。，其余为64wt。/o者。本发明的特征在于，将用于检查产生在不锈钢材的焊接部分的结晶组织 变化的氢氟酸系酸洗液，活用在不锈钢材结晶状态是否良好的检查。由于氢 氟酸系酸洗液20为钝化酸洗剂，因此即使涂布在不锈钢材亦不会损耗钢材 本体。氬氟酸系酸洗液20对于不锈钢材10的涂布，例如以如下方式实施。涂 布装置30使装在容器40的氢氟酸系酸洗液附着在毛刷31,并涂在不锈钢材10的表面。此外，不限于此，也可使用毛刷进行手涂。将氢氟酸洗液20涂布于不锈钢材10后，等待规定时间，例如1 2分钟。在等待规定时间后，如图l(b)所示，在不锈钢材10表面未生锈、未变 色的情形，判定不锈钢材为良品。此情形的不锈钢材表面成银白色。像这种不锈钢材的金属组织成为如图6所示的固熔化组织。成为固熔化 组织的不锈钢材中，Cr(铬)在金属组织内均等分布，耐腐蚀性大。耐腐蚀性 大，因此，不生锈。在等待规定时间后，如图l(c)所示，在不锈钢材10表面有生锈50而变 成棕色的情形，判定不锈钢材为不良品。像这种不锈钢材的金属组织，成为 如图7所示的高敏感性化组织。在成为高敏感性化组织的不锈钢材，结晶粒 界附近发生Cr的空乏区域，耐腐蚀性降低。因此，不锈钢材会生锈而变色 为棕色。不锈钢材为良品或不良品的判定，例如，可以目视判断亦可以相机影像 判断。相机影像判断的情形，是将相机拍摄的影像与预先准备的基准影像比 较，依据比较结果来判別。图2示出本发明的方法的处理步骤流程图。依照流程图的步骤依序地说明。(51) 接受不锈钢材。对于接收物料的不锈钢材以如下步骤检查。(52) 将氢氟酸系酸洗液涂布在不锈钢材。(53) 在等待规定时间，例如1 ~ 2分钟。(54) 在规定时间经过时，判别不锈钢材是否生锈。(55) 在不锈钢材生锈的情形，判定不锈钢材为不良品。不良品的不锈钢 材的金属组织成为高敏感性化组织，且耐腐蚀性低，因此钢材表面生锈而变 色为棕色。由于变为棕色，即使以目视检查亦可轻易地识别。(56) 在不锈钢材未生锈的情形，判定不锈钢材为良品。良品的不锈钢材 的金属组织成为固熔化组织，耐腐蚀性高，钢材表面不生锈。此情形，钢材 表面为银白色。(57) 将良品的不锈钢材予以水洗。通过水洗，在钢材表面产生钝态膜， 钢材不易生锈。 利用上述步骤的检查，能在不锈钢材的接收物料现场，在短时间、容易 地进行检查。即使相同成分的SUS钢材，依照钢材有时会在热处理步骤，金属组织 变化。因此，通过图1及图2所示的本发明方法，在不锈钢材的接收物料现 场检查金属组织的结晶状态。由此，能在接收物料现场轻易地识别出热处理步骤不充分的不良品的不锈钢材。^r查可对于不锈钢材以非破坏地进行。此外，实施例是以毛刷将氢氟酸系酸洗液涂布在不lf钢材，但不限于此， 也可利用喷雾式喷雾装置将氢氟酸系酸洗液涂布在不锈钢材。此外，也可如图3所示，将不锈钢材10浸泡在装有氢氟酸系酸洗液20 的容器60。在此情形，使氪氟酸系酸洗液20为透明液体、或透明或半透明 的凝胶状物质，以便能观察到不锈钢材10的变色状态。图4示出在接收物料现场实施的不锈钢材的检查步骤流程图。依照流程图的步骤依序地说明。(51) 取得不锈钢材。对于取得的不锈钢材以如下步骤实施检查。(52) 分析不锈钢材的成分。成分分析，是通过如图5所示便携式元素分 析装置，例如便携式荧光X射线分析装置70，对于不锈钢材IO施加X射线 来进行。便携式荧光X射线分析装置70，是将X射线施用面状区域M,对 于此区域进行成分分析。便携式焚光X射线分析装置为市售的。由于使用便 携式荧光X射线分析装置，故能轻易地在接收物料现场分析。成分分析的结果，在不锈钢材所含成分比例满足规格规定的条件的情 形，则分析结果定为《良》。例如，在JIS规格所规定的不锈钢材SUS304的 情形，成分所含Cr(铬)的比例在18% ±容许范围、Ni(镍)的比例在8% ±容许 范围时，则分析结果定为《良》。(53) 在不锈钢材所含成分比例不满足规格规定的条件的情形，则分析结 果为《不良》。(54) 成分分析结果为《良》的情形，实施不锈钢材的腐蚀检查。此检查， 是图1及图2所示检查。使氬氟酸系酸洗液附着在不锈钢材，基于不锈钢材 的腐蚀状态来判定结晶状态是否良好。腐蚀检查的结果为《不良》的情形，前进到步骤S3。(55) 腐蚀检查的结果为《良》的情形，实施不锈钢材的磁性检查。此检 查是将磁石或产生磁力线的线圏施用于不锈钢材，检查此时不锈钢材是否被 磁石或线圈吸附。奥氏体系不锈钢材，在良品的情形，不会被磁石或线圈吸 附。马氏体系的不锈钢材，在良品的情形，会被磁石或线圈吸附。良品的奥氏体系不锈钢材，有时会被磁石或线圈磁化，因此磁性检查后， 视需要实施消磁处理。磁性检查的结果为《不良》的情形，前进到步骤S3。(S6)磁性检查的结果为《良》的情形，判定不锈钢材为良品。以此方式，能在接收物料现场，轻易地实施成分分析、腐蚀检查、磁性 检查。此外，磁性检查也可以不在接收物料现场实施。图4检查中，为良品或不良品模拟两可时，也可在与接收物料现场分开的场所，使用金属显微镜观察钢材组织。
权利要求
1.一种钢材的检查方法，用以检查经过热处理步骤而制造的不锈钢材，其特征在于将氢氟酸系酸洗液涂布于不锈钢材，并依据不锈钢材的变色状态，来检查不锈钢材结晶状态是否良好。
2. —种钢材的检查方法，用以检查经过热处理步骤而制造的不锈钢 材，其特征在于将不锈钢材浸泡在氢氟酸系酸洗液，依据浸泡后不锈钢材的变色状态， 来检查不锈钢材结晶状态是否良好。
3. 权利要求1或2所述的钢材的检查方法，其中，将该氢氟酸系酸洗 液涂布在不锈钢材后，或将不锈钢材浸泡在氢氟酸系酸洗液后，在不锈钢材 生锈而变色时，将不锈钢材的结晶状态定为不良。
4. 权利要求1或2所述的钢材的检查方法，其中，该氢氟酸系酸洗液 含有氟化氬及硝酸。
5. 权利要求1或2所述的钢材的检查方法，其中，该氢氟酸系酸洗液 为钝化酸洗剂。
6. 权利要求1或2所述的钢材的检查方法，其中，该不锈钢材为含铬 的不锈钢材。
7. 权利要求1或2所述的钢材的检查方法，其中，以便携式元素分析 装置分析不锈钢材的成分，根据分析结果，当不锈钢材的成分满足条件时， 再实施不锈钢材的结晶状态是否良好的检查。
8. 权利要求2所述的钢材的检查方法，其中，浸泡该不锈钢材的氢氟 酸系酸洗液为透明液体或凝胶状物质。
全文摘要
本发明的目的在于提供非破坏性钢材检查方法，由此实现，在接收物料现场，以短时间内，并轻易地检查不锈钢材的结晶状态。本发明的钢材的检查方法是检查经过热处理步骤而制造的不锈钢材的方法，其将氢氟酸系酸洗液涂布在不锈钢材上，并依据不锈钢材的变色状态，检查不锈钢材的结晶状态是否良好。
文档编号G01N21/77GK101210881SQ20071030544
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月28日 优先权日2006年12月28日
发明者市居彰, 平井一夫, 德毛照彦, 村松康彦, 远山克己, 铃木满弘, 长尾竹男 申请人:横河电机株式会社