CN101936838A - 贝氏体钢彩色金相染色剂及其彩色显示方法 - Google Patents

贝氏体钢彩色金相染色剂及其彩色显示方法 Download PDF

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Abstract

贝氏体钢彩色金相染色剂及其彩色显示方法，属于钢铁材料显微组织金相显示缀饰剂，尤其涉及钢材彩色金相用缀饰剂及彩色金相显示方法。该染色剂由下列组分组成：焦亚硫酸钠2.5-3.5g，硫代硫酸钠8-12g，水100g。其彩色金相显示方法按取样-磨样-抛光-配制染色剂-染色成膜-试样清理-彩色显微组织的观察与电子图像采集及对应黑白金相图像采集。优点是贝氏体钢采用化学染色及彩色金相显示，并用黑白金相对比分析，构思新颖，流程简单、可靠、快捷；能够明确区分出贝氏体钢显微组织，清楚地区分钢中的残余奥氏体、贝氏体、铁素体板条间的奥氏体及铁素体，为准确识别该钢件微观组织结构及定量分析提供了可靠的保证，促进了产品研究开发，取得显著经济效益和社会效益。

Description

贝氏体钢彩色金相染色剂及其彩色显示方法
技术领域
本发明属于钢铁材料显微组织金相显示用缀饰剂，尤其涉及钢材彩色金相用缀饰剂及彩色金相显示方法。
背景技术
无碳化物贝氏体钢是一种能实现一钢多级的新型钢材，具备良好的应用前景。用该材料生产的冶金产品，其组织呈现贝氏体、铁素体和残余奥氏体的复杂结构，准确区分这些复杂多相结构，对于产品的开发具有十分重要意义。当前，采用黑白金相法对产品结构的研究。黑白金相组织中比较容易辨认出铁素体和贝氏体组织，对于奥氏体只能靠理论及经验加以判断。这是因为残余奥氏体的颜色衬度与铁素体几乎一样，加以其组织又比较细，给实际鉴别工作带来很大的困难。其缺陷是：在黑白金相观测中，由于金属表面衬度不足，铁素体、钢中的残余奥氏体、贝氏体、铁素体板条间的奥氏体均呈白色，无法区分和鉴别，甚至出现误判，影响科研及产品开发。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种贝氏体钢彩色金相染色剂，还提供一种应用该染色剂的彩色显示方法，能准确区分贝氏体钢中的铁素体、残余奥氏体、贝氏体、铁素体板条间的奥氏体组织。
贝氏体钢彩色金相染色剂，由下列组分组成：焦亚硫酸钠2.5-3.5g，硫代硫酸钠8-12g，水100g。
所述的染色剂优化，焦亚硫酸钠2.5-2.9g，硫代硫酸钠8-9.8g，水100g。
所述的染色剂成份进一步优化，焦亚硫酸钠3.1-3.5g，硫代硫酸钠10.1-12g，水100g。
水溶液配制在常温下，依照焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠的先后顺序逐一溶入溶液中，且等焦亚硫酸钠完全溶解后，再放入硫代硫酸钠。
贝氏体钢彩色金相显示方法，按以下步骤进行：
1)、试样制备
取样金相试样为直径ф12-18mm，高12-20mm的圆柱体或15-18mm的立方体；取样时，必须防止因温度升高而引起组织变化或因受力而产生塑性变形；
b.磨样，粗磨磨掉试样不需要的棱角、尖角和飞边；细磨分别用240#、600#、1000#金相砂纸在自动磨样机上进行细磨，消除粗磨留下的磨痕；
c.抛光机械抛光，采用高效金相抛光剂、呢子丝绒织物，进行粗抛、精抛，抛光后的磨面光滑无划痕、无变形层；
2)、配置染色剂，在室温条件下，按配比配制
首先称重，然后按规定的配比顺序向溶液中溶入焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠，在3-4h时限内使用；
3)、试样染色在恒定的室温下进行
a.染色剂置于容器中；
b.染色试样置于染色剂溶液中，染色面朝上，浸入深度9-11mm，逐渐成膜；
c.成膜厚度400-500埃；
d.染色时间长短由试样表面颜色变化来决定，即由黄-橙-红-紫-蓝变化，呈紫蓝色时取出试样；
e.试样清理先清水冲洗，再用酒精淋洒，充分除去水分后，用电吹风吹干；
4)、显微组织的观察与电子图象采集
a.染色试样观察试样置于显微镜下，使用10X，20X，50X物镜镜头观察；
b.采集彩色图象接通白色光源，调节孔径和视场光栏，调节聚旋钮，使试样成像清晰；铁素体呈棕黄色，贝氏体呈蓝色，奥氏体呈白色；
c.采集黑白金相采集同一试样同一视场的黑白金相图象；
d.识别分析将彩色金相组织图像与黑白金相组织图像对照分析。
优点是贝氏体钢采用化学染色及彩色金相显示、采用黑白金相对比分析，构思新颖，流程简单、可靠、快捷；能够明确区分出贝氏体钢显微组织，清楚地区分钢中的残余奥氏体、贝氏体、铁素体板条间的奥氏体及铁素体，为准确识别该钢种的微观组织结构及定量分析提供了可靠的保证，促进了产品研究开发，取得显著经济效益和社会效益。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是贝氏体钢彩色金相染色剂的彩色金相照片。
图2是贝氏体钢彩色金相染色剂的黑白金相照片。
具体实施方式
实施例1.
在恒定的室温下，焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠按表1的重量先后溶于100克水中，浸色时间和干涉膜颜色列于表1中。
实施例2.
同实施例1方法，焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠浸色时间、干涉膜颜色列于表1中。
实施例3.
同实施例1方法，焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠浸色时间、干涉膜颜色列于表1中。
实施例4.
同实施例1方法，焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠浸色时间、干涉膜颜色列于表1中。
实施例5.
同实施例1方法，焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠浸色时间、干涉膜颜色列于表1中。
表1
  实施例   焦亚硫酸钠(g)   硫代硫酸钠(g)   水(g)   染色时间S   成膜颜色
  实施例1   2.5   8   100   150   紫蓝色
  实施例2   2.7   9   100   140   紫蓝色
  实施例3   3.0   10   100   120   紫蓝色
  实施例4   3.2   11   100   100   紫蓝色
  实施例5   3.5   12   100   90   紫蓝色
贝氏体钢彩色金相显示方法，按以下步骤详细叙述如下：
a、取样金相试样一般为ф12×12mm或ф18×20mm的圆柱体或12×12×12mm的立方体。若太小则操作不便，若太大则磨制平面过大，增长磨制时间且不易磨平。不论采用何种方式取样，都须防止因温度升高而引起组织变化或因受力而产生塑性变形。
b、磨样试样在金相试样磨平机上进行粗磨平，把不需要的棱角、尖角、飞边全部倒角。在自动磨样机上分别用240#、600#、1000#金相砂纸进行细磨，消除粗磨过程中较粗较深的磨痕，为后期抛光做准备。细磨所使用的砂纸采用水砂纸/金相砂纸。试样细磨由粗到细依次顺序而行，每换一道砂纸都需要清洗干净，并且垂直于前道磨痕的纹路。
c、抛光本发明采用机械抛光。抛光可分为粗抛光和精抛光两个步骤，除去金相磨面上因细磨而留下的细划痕和形变扰乱层，使试样表面变为光滑无暇的镜面。抛光磨料：高效金相抛光剂。
抛光织物：粗抛、精抛分别使用的是呢子与丝绒。
粗抛：抛光时使磨面均衡地轻压在旋转的抛光盘上，不停地转动抛光的方向，在抛光盘的1/2处抛磨，抛光过程应不时补充抛光液。掌握好合适的抛光湿度，即当磨片提离抛光盘后，抛光绒布上的水膜应经1-5s即行蒸发；
精抛：试样在抛光后磨面光亮、无划痕、无变形层，因为这些都会引起颜色上的变化，如果已发生变形层，去掉变形层。精抛完毕后，认真清洗染色试样表面，使试样表面清洁无任何油污。
试样如需镶嵌，仅露出抛光面，彻底清除非抛光面氧化物及其它污染物。
2)、染色剂配制
在室温下按焦亚硫酸钠2.5-3.5g，硫代硫酸钠8-11g，水100g进行配制；首先在天平上称重，化学试剂的配制要依照排列顺序逐一溶入溶液中，而且要等到前一种药品完全溶解后再放入后一种药品；试剂配制后可以使用3～4h，使用次数以不超过7次为宜。
3)、试样染色在恒定的室温下进行
a、染色剂溶液置于容器中；
b、试样浸入染剂内，试样染色面朝上，染色面浸入深度距液面高度应大于10mm左右；
c、根据能产生较好干涉效应的成膜厚度原理，成膜厚度应控制在400～500埃的范围内；
d、染色时间的长短要由试样表面颜色变化情况来决定。试样表面颜色变化是由黄一橙一红一紫一蓝，当颜色呈紫蓝色时可取出试样；
e、着色后取出试样立即用水充分冲洗，用酒精淋滴数次，充分去除水分后经热风吹干，不允许用手、擦镜纸和棉花擦拭表面或用其它不清洁物品接触试样表面。
4)、显微组织的观察和电子图像采集
a、染色试样的观察
将制备好的试样置于显微镜下进行观察，观察时使用10×、20×、50×物镜镜头；
b、采集彩色图像
接通光源，选择白色光源，调节适宜的孔径和视场光栏，调节聚焦旋钮，使成像清晰。由附图1可见，贝氏体钢染色显微组织为：铁素体呈棕黄色；贝氏体呈蓝色；奥氏体呈白色；
c、采集黑白金相
采集同一试样相同视场的黑白金相组织图像，识别分析时将彩色金相组织图像与黑白金相组织图像对照分析。

Claims (4)

1.贝氏体钢彩色金相染色剂，由下列组分组成：焦亚硫酸钠2.5-3.5g，硫代硫酸钠8-12g，水100g。
2.根据权利要求1所述的贝氏体钢彩色金相染色剂，由下列组分组成：焦亚硫酸钠2.5-2.9g，硫代硫酸钠8-8.9g，水100g。
3.根据权利要求1所述的贝氏体钢彩色金相染色剂，由下列组分组成：焦亚硫酸钠3.1-3.5g，硫代硫酸钠10.1-12g，水100g。
4.根据权利要求1所述的贝氏体钢彩色金相显示方法，按以下步骤进行：
1)、试样制备
a.取样金相试样为直径ф12-18mm，高12-20mm的圆柱体或15-18mm的立方体；取样时，必须防止因温度升高而引起组织变化或因受力而产生塑性变形；
b.磨样，粗磨磨掉试样不需要的棱角、尖角和飞边；细磨分别用240#、600#、1000#金相砂纸在自动磨样机上进行细磨，消除粗磨留下的磨痕；
c.抛光机械抛光，采用高效金相抛光剂、呢子、丝绒织物，进行粗抛、精抛，抛光后的磨面光滑无划痕、无变形层；
2)、配置染色剂，在室温条件下，按配比配制
首先称重，然后按规定的配比顺序向溶液中溶入焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠，在3-4h时限内使用；
3)、试样染色在恒定的室温下进行
a.染色剂置于容器中；
b.染色试样置于染色剂溶液中，染色面朝上，浸入深度9-11mm，逐渐成膜；
c.成膜厚度400-500埃；
d.染色时间长短由试样表面颜色变化来决定，即由黄-橙-红-紫-蓝变化，呈紫蓝色时取出试样；
e.试样清理先清水冲洗，再用酒精淋洒，充分除去水分后，用电吹风吹干；
4)、显微组织的观察与电子图象采集
a.染色彩色观察试样置于显微镜下，使用10X，20X，50X物镜镜头观察；
b.采集彩色图象接通白色光源，调节孔径和视场光栏，调节聚旋钮，使试样成像清晰；由图1可以看出铁素体呈棕黄色，贝氏体呈蓝色，奥氏体呈白色；
c.采集黑白金相采集同一试样同一视场的黑白金相组织图象；
d.识别分析时，将彩色金相组织图像与黑白金相组织图像对照分析。
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