CN102735684B - 车轮钢中铁素体含量的定量检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了车轮钢中铁素体含量的定量检测方法，包括金相试样制备步骤、腐蚀步骤、计算机铁素体含量处理步骤；所述的腐蚀步骤为：将金相试样室温（20-25℃）浸入试剂内，试样面朝上，试样面浸入深度距液面高度为5-10mm，侵蚀时间10-30分钟，待试样面变成灰色时取出用清水冲洗干净，即可。本发明与现有技术相比，通过改变侵蚀方法，使珠光体组织与铁素体组织的颜色衬度发生改变，达到利用灰度可以区分两种组织的目的，为准确识别该钢种的微观组织定量相分析提供了保证，检测结果与现实结果的差在5%以内。

Description

车轮钢中铁素体含量的定量检测方法

技术领域

本发明属于属于钢铁材料金相组织显微检验方法领域，特别涉及车轮钢铁素体含量的定量检测方法。

背景技术

珠光体+断续网状铁素体是车轮钢最基本的组织形态，铁素体的含量、珠光体的形态以及珠光体团的尺寸都会直接影响到车轮钢的使用性能。随着高速动车组车轮研究的深入开展，组织的定性检测已不能满足研究需要，网状铁素体的含量、珠光体片间距的测定等定量检测手段研究变得日益迫切。计算机图像分析技术是当前定量检测的主要手段，其原理是利用不同的灰度范围区分不同的组织，通过设置灰度门槛值来确定相应组织的含量。但是这种检测方法最大的局限性在于，对于不同形态而颜色衬度相近的组织无法进行区分，从而就无法做到准确的定量检测。

通常的铁素体的检测方法为硝酸酒精腐蚀法，包括金相试样制备步骤、腐蚀步骤、计算机铁素体含量处理步骤，在以往珠光体+铁素体型组织的定量检测中，由于珠光体呈灰黑色，铁素体呈亮白色，因而能够轻易地利用灰度的差别将两种组织区分开来，从而得到准确的定量检测结果。但是在车轮钢中，由于珠光体组织本身就是一层铁素体+一层渗碳体，在珠光体片间距较粗的情况下，光学镜头下的珠光体中的渗碳体和部分截面不同而呈现的颜色衬度应与网状铁素体在颜色衬度上并无太大差别，所以利用灰度进行组织提取的过程中导致这部分珠光体与铁素体组织无法进行区分，造成检测结果中实际铁素体的含量被放大。这种珠光体含量越高，检测结果偏离实际情况越大，通常达到30%以上，使得定量检测的准确度急剧降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改变试样的侵蚀方法，使珠光体组织与铁素体组织的颜色衬度发生改变，达到利用灰度可以区分两种组织的目的，从而进行铁素体定量检测。

本发明解决技术问题的技术方案为：车轮钢中铁素体含量的定量检测方法，包括金相试样制备步骤、腐蚀步骤、计算机铁素体含量处理步骤；

所述的腐蚀步骤为：

将金相试样室温（20-25℃）浸入试剂内，试样面朝上，试样面浸入深度距液面高度为5-10mm，侵蚀时间10-30分钟，待试样面变成灰色时取出用清水冲洗干净，即可。

所述的试剂为饱和苦味酸水溶液。

所述的金相试样制备步骤包括以下工序：

粗磨工序：将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；

细磨工序：在自动磨样机上分别用240#、600#、1000#金相砂纸进行细磨；

粗抛工序：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；要掌握好合适的抛光湿度，若水分太多，会减弱抛光磨削作用、增加滚压作用，易呈现浮雕。如果抛光绒布上湿度过低，抛光时的润滑作用极差，磨面将变得晦暗而有黑斑。抛光绒布的湿度：当磨片提离抛光盘后，水膜在1—5s完成蒸发。

所述的抛光液为：高效金刚石喷雾剂（武汉三灵科技产业有限公司）

精抛工序：精抛光采用的绒毛较细的织物。

抛光的目的是为了除去金相磨面上因细磨而留下的细划痕。一方面为了抛掉磨面上的痕迹，另一方面为了消除磨面上的形变扰乱层。使试样表面变为光滑无暇的镜面。而抛光是金相试样制备过程中的最后一道操作，它抛光的好坏直接影响到试样的观察与腐蚀。金相试样的抛光一般分为机械抛光、电解抛光、化学抛光，目前常用的就是机械抛光。

抛光磨料：用作金相抛光常用的磨料有氧化铝、氧化铬、氧化镁、金刚石研磨膏。本发明所用的目前广泛使用的高效金相抛光剂（主要成分是金刚石微粉和研磨介质）。

抛光织物：抛光织物有呢子、细毛绒、丝绒、细帆布。根据抛光材料的软硬、粗抛、精抛不同要求来选择抛光织物，粗抛选择呢子，细抛（精抛选择细毛绒或丝绒）。

由于苦味酸是一种弱腐蚀剂，在晶界及析出物观察方面比硝酸酒精有优势。可以淡化不同珠光体组织之间的晶体学位相关系。

本发明与现有技术相比，通过改变侵蚀方法，使珠光体组织与铁素体组织的颜色衬度发生改变，达到利用灰度可以区分两种组织的目的，为准确识别该钢种的微观组织定量相分析提供了保证，检测结果与现实结果的差在5%以内。

附图说明

图1为实施例1的苦味酸腐蚀组织图；

图2为实施例1的铁素体含量提取图；

图3为实施例2的硝酸酒精腐蚀组织图；

图4为实施例2的铁素体含量提取图；

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

实施例1：

本发明的金相试样为：车轮钢试样CL60

车轮钢中铁素体含量的定量检测方法，包括金相试样制备步骤、腐蚀步骤、计算机铁素体含量处理步骤；

所述的金相试样制备步骤包括以下工序：

粗磨工序：将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；

细磨工序：在自动磨样机上分别用240#、600#、1000#金相砂纸进行细磨；经粗磨后的试样表面虽已平整，但还存在较深的磨痕，细磨目的也就是为了消除粗磨过程中较粗较深的磨痕，为后期抛光做准备，细磨所使用的砂纸一般为水砂纸（磨制时需加水）和金相砂纸（砂纸上的磨料一般是碳化物、氧化铝或金刚石）。试样细磨一般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。

粗抛工序：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剂；要掌握好合适的抛光湿度，若水分太多，会减弱抛光磨削作用、增加滚压作用，易呈现浮雕。如果抛光绒布上湿度过低，抛光时的润滑作用极差，磨面将变得晦暗而有黑斑。抛光绒布的湿度：当磨片提离抛光盘后，水膜在1—5s完成蒸发。

精抛工序：精抛光采用的绒毛较细的织物。

抛光磨料：用作金相抛光常用的磨料有氧化铝、氧化铬、氧化镁、金刚石研磨膏。

抛光织物：抛光织物有呢子、细毛绒、丝绒、细帆布。根据抛光材料的软硬、粗抛、精抛不同要求来选择抛光织物，粗抛选择呢子，细抛（精抛选择细毛绒。

所述的腐蚀步骤为

将金相试样室温（20-25℃）浸入试剂内，试样面朝上，试样面浸入深度距液面高度应为10mm，侵蚀时间30分钟，待试样面变成灰色时取出用清水冲洗干净，即可。其结果如下：

实施例2：对比例

除腐蚀溶液为4%硝酸酒精，其余与实施例1相同。

其结果如下：实施例1的铁素体含量为9.16%；实施例2的铁素体含量为15.78%。

Claims (5)

1.车轮钢中铁素体含量的定量检测方法，包括金相试样制备步骤、腐蚀步骤、计算机铁素体含量处理步骤；其特征在于：

所述的腐蚀步骤为：

将金相试样室温20-25℃浸入试剂内，试样面朝上，试样面浸入深度距液面高度为5-10mm，侵蚀时间10-30分钟，待试样面变成灰色时取出用清水冲洗干净，即可；

所述的试剂为饱和苦味酸水溶液。

2.根据权利要求1所述的车轮钢中铁素体含量的定量检测方法，其特征在于：所述的金相试样制备步骤包括以下工序：粗磨工序、细磨工序、粗抛工序、精抛工序。

3.根据权利要求2所述的车轮钢中铁素体含量的定量检测方法，其特征在于：

所述的粗磨工序：将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。

4.根据权利要求2所述的车轮钢中铁素体含量的定量检测方法，其特征在于：

所述的细磨工序：在自动磨样机上分别用240#、600#、1000#金相砂纸进行细磨。

5.根据权利要求2所述的车轮钢中铁素体含量的定量检测方法，其特征在于：

所述的粗抛工序：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；

抛光绒布的湿度：当磨片提离抛光盘后，水膜在1—5s完成蒸发。