CN102353690B - 一种辨别热轧trip钢中贝氏体及计算其三相比的方法 - Google Patents
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本发明一种辨别热轧TRIP钢中贝氏体和计算其三相比例的方法。这种方法利用扫描电镜上配备的电子背散射衍射装置对热轧TRIP钢的FCC相（残余奥氏体）及BCC相（铁素体+贝氏体）进行定量测量，并对EBSD花样数据作处理，利用小角度晶界的添加将贝氏体组织从BCC相中区别出来。用ImageTool软件对热轧TRIP钢的三相组织相区分图进行统计计算，得出铁素体的含量，最终确定热轧TRIP钢中残余奥氏体、铁素体、贝氏体三相的比例。本发明的有益效果是：相组织标定准确，便于计算各相组织，使用EBSD技术所获得的取向信息还可以根据自身研究需要来做各种数据处理，因此研究人员并没有增加额外的工作就准确的标定了控轧控冷多相组织钢中的各相组织。
Description
技术领域
本发明涉及强度及塑性良好配合的相变诱发塑性多相组织钢（TRIP钢）中的相的辨别及定量分析，特别涉及一种辨别热轧TRIP钢中贝氏体及计算其三相比的方法。
背景技术
近年来，具有高强度、高塑性的汽车用TRIP钢引起了人们的广泛关注，铁素体、贝氏体、残余奥氏体三相组织的良好配合很好的保证了TRIP钢的综合机械性能。钢中5-15%的残余奥氏体在应力状态下的马氏体转变，导致了相变强化和塑性增长。TRIP钢的机械性能取决于钢中各相的晶粒尺寸、体积百分数，硬质相和软质相的硬化率，局部的化学成分起伏以及亚稳相的机械稳定性。
为了进一步研究TRIP钢的微观结构对其机械性能的影响，需要更加准确地区分TRIP钢中的各相组织，分析三相组织的百分比、形貌、大小、分布及其它属性。利用EBSD相区分图能计算热轧TRIP钢三相组织的百分比，分析三相组织的形貌、大小及分布，并最终确定三相组织对热轧TRIP钢的力学性能的影响。
国内外学者近年来致力于研究形变奥氏体在冷却过程中的相变形为、贝氏体与原奥氏体的取向关系以及贝氏体转变的变体选择行为，这就要求奥氏体及贝氏体在室温状态下的共存，热轧TRIP钢的中残余奥氏体、铁素体及贝氏体三相的并存，就为这些研究提供了极大的方便。EBSD技术能对试样晶粒取向进行标定，经对菊池带数据的处理，能很好的标定出热轧TRIP钢的三相，并获得大量研究奥氏体相变机理所需要的信息（包括单个晶粒内的取向差等）。EBSD技术与TRIP钢的结合，可以说让研究人员能在更大的尺度范围内（相较于透射）研究奥氏体的相变形为、贝氏体的变体选择行为等。
在扫描电镜下完成了EBSD数据的获取后，研究者根据自身研究的需求以一定方式将采集的取向数据表达在各种图形中，并且还会随着研究的深入，对数据表达有不同的要求。EBSD数据要反复使用，研究者对EBSD数据的相关原理和材料学基础掌握得越深，越容易从EBSD数据中获得有价值的信息。表达数据要有载体，目前的EBSD厂家只有Oxford Instrument-HKL公司和EDAX-TSL公司，虽然世界范围内还有很多织构研究人员都开发了可以处理各种EBSD数据的织构分析软件，但投入商业运作的只有HKL公司和EDAX-TSL公司的EBSD软件。翻阅国内外的大量文献，不难发现，研究人员普遍使用EDAX-TSL公司的硬件产品及数据处理软件OIM-Analysis来区分TRIP钢中的贝氏体及铁素体组织。其数据处理复杂程度可见一斑，原因在于这种方法不能很表观地把贝氏体表示出来，而只能通过IQ（Image Quality）或CI（Confidence Index）这两项参数的区别来区分铁素体及贝氏体组织。而使用HKL公司Channel软件包中用于数据处理的软件包Project Manager来区别铁素体及贝氏体组织的方法尚无报道。基于此，使用Project Manager来区别铁素体及贝氏体组织会大大方便人们利用晶体的取向信息来研究多相钢的组织形貌及组织转变机理，对新钢种的开发及研究钢铁材料的力学性能机理都有不可代替的作用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种通过EBSD技术实现对热轧TRIP钢组织的辨别及定量分析，有效辨别热轧TRIP钢中贝氏体和计算其三相比例的方法。
本发明的技术方案是：一种辨别热轧TRIP钢中贝氏体及计算其三相比的方法，具体按以下步骤进行：
1）将要测量的热轧TRIP钢试样六个面用水磨砂纸进行粗磨，并对要在其上采集数取向数据的截面进行精磨；
2）对研磨过的试样置于电解液中进行电解抛光后，迅速置于无水乙醇中洗净吹干。其中电解抛光的条件为：电压15V，电流1.2A，时间20-25s。所述电解液为20%高氯酸+10%甘油+70%乙醇；
3）对所述试样在进行EBSD分析，相选择中选取BCC相及FCC相；
4）选择步长小于0.2μm；
5）EBSD数据采集完成后，打开分析软件，对所采集到的EBSD数据按以下分析处理：
对BCC相加>1o的小角度晶界和﹥15o的大角度晶界两种晶界，FCC相加反极图成相，使残余奥氏体呈彩色，铁素体和/或贝氏体呈白色，贝氏体组织中的小角度晶界极多，而从白色组织中区别出来；
6）对热轧TRIP钢的三相组织相区分图进行统计计算，得出铁素体的含量，并最终确定热轧TRIP钢中的三相的比例。
进一步，所述步骤5）的处理方式还可以为：对BCC相加>1o的小角度晶界和﹥15o的大角度晶界两种晶界，并加反极图成相，对FCC相不作任何处理，显示背景色，使铁素体和、或贝氏体呈彩色，贝氏体组织中的小角度晶界极多，而从彩色组织中区别出来，而残余奥氏体显白色。
本发明的有益效果是：该方法主要特点便是相组织标定准确，便于计算各相组织比，对单张相区分图来说，其计算值可以精确到小数点后一位。使用EBSD技术所获得的取向信息还可以根据自身研究需要来做各种数据处理，而标定相及计算相的比例只是其最基本的功能之一，因此研究人员并没有增加额外的工作就准确的标定了控轧控冷多相组织钢中的各相组织。
附图说明
图1为实施例1中热轧TRIP钢相区分图Ⅰ示意图；
图2为实施例1中热轧TRIP钢相区分图Ⅱ示意图；
图3为实施例1用于计算热轧TRIP钢中铁素体含量的相处理图；
图4为实施例2的热轧TRIP钢相区分图Ⅰ示意图；
图5为实施例3的热轧TRIP钢相区分图Ⅰ示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1
1）采用线切割在试验钢上取3.5mm×7mm×8mm小样，用粗砂纸粗磨试样六个面，细砂纸精磨要观察的试样表面。
2）对试样进行电解抛光，电解液为加甘油的高氯酸酒精溶液（20%高氯酸+10%甘油+70%乙醇），电压15V，电流1.2A，抛光25s，去除表面应力。
3）用ZEISS SUPRA55型场发射扫描电镜配备的HKL Channel 5 EBSD系统对微区进行取向成像分析，相选择中选取BCC相及FCC相；
4）选择步长0.08μm；
5）EBSD数据采集完成后，打开分析软件，对所采集到的EBSD数据按以下分析处理：
对BCC相加>1o的小角度晶界和﹥15o的大角度晶界两种晶界，FCC相加反极图成相，得相区分图Ⅰ。其中残余奥氏体呈彩色，铁素体和/或贝氏体呈白色，贝氏体组织中的小角度晶界极多，而从白色组织中区别出来，如图1所示；
或对BCC相加>1o的小角度晶界和﹥15o的大角度晶界两种晶界，并加反极图成相，对FCC相不作任何处理，显示背景色，得相区分图Ⅱ。其中铁素体和、或贝氏体呈彩色，贝氏体组织中的小角度晶界极多，而从彩色组织中区别出来，而残余奥氏体显白色，如图2所示。
6）用ImageTool等图象处理软件，将对热轧TRIP钢的三相组织相区分图中的贝氏体及残余奥氏体处理成同种颜色，如图3所示，并统计铁素体（F）含量，最终确定热轧TRIP钢中的三相的比例：残余奥氏体Ar含量为8.5%、铁素体F含量为59.4%、贝氏体B含量为32.1%。
实施例2
1）采用线切割在试验钢上取3.5mm×7mm×8mm小样，用粗砂纸粗磨试样六个面，细砂纸精磨要观察的试样表面。
2）对试样进行电解抛光，电解液为加甘油的高氯酸酒精溶液（20%高氯酸+10%甘油+70%乙醇），电压15V，电流1.2A，抛光23s，去除表面应力。
3）用ZEISS SUPRA55型场发射扫描电镜配备的HKL Channel 5 EBSD系统对微区进行取向成像分析，相选择中选取BCC相及FCC相；
4）选择步长所选步幅0.15μm；
5）EBSD数据采集完成后，打开分析软件，对所采集到的EBSD数据按以下分析处理：
对BCC相加>1o的小角度晶界和﹥15o的大角度晶界两种晶界，并加反极图成相，对FCC相不作任何处理，显示背景色，使铁素体和、或贝氏体呈彩色，贝氏体组织中的小角度晶界极多，而从彩色组织中区别出来，而残余奥氏体显白色。如图4所示
6）用ImageTool等图象处理软件，将对热轧TRIP钢的三相组织相区分图中的贝氏体及残余奥氏体处理成同种颜色，并统计铁素体（F）含量，并最终确定热轧TRIP钢中的三相的比例：残余奥氏体Ar含量为6.4%、铁素体F含量为62.7%、贝氏体B含量为30.9%。
实施例3
1）采用线切割在试验钢上取3.5mm×7mm×8mm小样，用粗砂纸粗磨试样六个面，细砂纸精磨要观察的试样表面。
2）对试样进行电解抛光，电解液为加甘油的高氯酸酒精溶液（20%高氯酸+10%甘油+70%乙醇），电压15V，电流1.2A，抛光20s，去除表面应力。
3）用ZEISS SUPRA55型场发射扫描电镜配备的HKL Channel 5 EBSD系统对微区进行取向成像分析，相选择中选取BCC相及FCC相；
4）选择步长所选步幅0.15μm；
5）EBSD数据采集完成后，打开分析软件，对所采集到的EBSD数据按以下分析处理：
对BCC相加>1o的小角度晶界和﹥15o的大角度晶界两种晶界，并加反极图成相，对FCC相不作任何处理，显示背景色，使铁素体和、或贝氏体呈彩色，贝氏体组织中的小角度晶界极多，而从彩色组织中区别出来，而残余奥氏体显白色。如图5所示
6）用ImageTool等图象处理软件，将对热轧TRIP钢的三相组织相区分图中的贝氏体及残余奥氏体处理成同种颜色，并统计铁素体（F）含量，并最终确定热轧TRIP钢中的三相的比例：残余奥氏体Ar含量为6.1%、铁素体F含量为60.8%、贝氏体B含量为33.1%。
Claims (2)
1.一种辨别热轧TRIP钢中贝氏体及计算其三相比的方法，其特征在于，具体按以下步骤进行：
1）将要测量的热轧TRIP钢试样六个面用水磨砂纸进行粗磨，并对要在其上采集取向数据的截面进行精磨；
2）对研磨过的试样置于电解液中进行电解抛光后，迅速置于无水乙醇中洗净并吹干；其中，所述电解抛光的条件为：电压15V，电流1.2A，时间20-25s；所述电解液为20%高氯酸+10%甘油+70%乙醇；
3）用ZEISS SUPRA55型场发射扫描电镜配备的HKL Channel 5 EBSD系统对微区进行取向成像分析，相选择中选取BCC相及FCC相；
4）选择步长小于0.2μm；
5）EBSD数据采集完成后，打开分析软件，对所采集到的EBSD数据按以下分析处理：
对BCC相加>1o的小角度晶界和﹥15o的大角度晶界两种晶界，FCC相加反极图成相，使残余奥氏体呈彩色，铁素体和/或贝氏体相呈白色，贝氏体组织中的小角度晶界极多，而从白色组织中区别出来；
6）对热轧TRIP钢的三相组织相区分图进行统计计算，得出铁素体的含量，并最终确定热轧TRIP钢中的三相的比例。
2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述步骤5）还可以按以下分析处理：对BCC相加>1o的小角度晶界和﹥15o的大角度晶界两种晶界，并加反极图成相，对FCC相不作任何处理，显示背景色，使铁素体和/或贝氏体呈彩色，贝氏体组织中的小角度晶界极多，而从彩色组织中区别出来，而残余奥氏体显白色。
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