CN103454188A - 一种高强船板钢奥氏体晶粒度的淬火检验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高强船板钢奥氏体晶粒度的淬火检验方法，将船板金相试样磨制、抛光，再将试样试面朝上放于钢板上，并在试面均匀铺撒碳粉；将钢板连同试样一起装入930～940℃热处理炉内，升温至900～930℃，保温1～1.5h后，将钢板与试样淬入水中；冷透后将碳粉覆盖面磨制并抛光,再置于20%苦味酸水溶液内侵蚀1-2分钟，水洗吹干，置于金相显微镜下观察奥氏体晶粒形态，进行晶粒度评级。本发明可避免钢基体表面氧化，促进钢样表面淬硬层的形成，从而使钢的奥氏体晶粒形态容易显现完整，为准确评定钢的奥氏体晶粒级别提供良好的显微组织形态，并可减少电能消耗，节约腐蚀用料，缩短检验周期，提高检验效率。

Description

一种高强船板钢奥氏体晶粒度的淬火检验方法

技术领域     

本发明属于冶金分析领域，特别涉及一种低碳高强船板钢奥氏体晶粒度所用的淬火检验方法。

背景技术

钢的奥氏体晶粒大小直接影响其强韧性能。因此低碳高强船板钢通常需要检验其奥氏体晶粒度。国内外现有对此类钢的奥氏体晶粒检验首先是采用渗碳法、模拟渗碳法、直接淬硬法等热处理工艺，进行钢的奥氏体晶粒形成操作，然后再用金相腐蚀法显示奥氏体晶粒，评定其晶粒度级别。

高强船板钢的成分一般为：C≤0.18%，Si≤0.50%，Mn0.90-1.60%，P≤0.025%，S≤0.025%，Al 0.015-0.055%。由于钢中碳含量较低，组织不容易淬硬，因此其奥氏体晶粒形成操作比较复杂。渗碳法需要特定的渗碳条件与气氛，因而处理时间长，工艺操作难以保证。模拟渗碳法也需要炉内具备渗碳气氛，同样不适于该钢种。直接淬火法采用 930℃加热,保温1小时，之后直接水淬热处理，但常常出现钢样难以淬上火的情况（此问题在低碳含量钢中普遍存在）。其原因是：高温加热时，钢样表面难免产生轻微的氧化脱碳,从而使得本来含碳量就较低的钢样表面碳含量进一步降低，因此不能完全形成淬火组织。这样的试样经金相腐蚀后，无法准确显示出奥氏体晶粒，难以评定晶粒级别，只能重新取样进行热处理试验。由此需要消耗更多的能源及原材料，检验周期相应延长。而且一块试样如果反复加热还会影响奥氏体晶粒评定的准确性。因此，为了有效显示高强船板钢奥氏体晶粒大小，有必要开发一种适宜高强船板钢奥氏体晶粒显示的淬火检验技术。

发明内容

本发明的目的旨在克服已有技术存在的钢样难淬硬，奥氏体难腐蚀，晶粒评定结果不准确的问题，进而提供一种简单易行，可提高钢的淬透性，促进奥氏体晶粒形成，缩短检验周期，提高评定结果准确度的高强船板钢奥氏体晶粒度的淬火检验方法。

为达此目的，本发明采取了如下技术解决方案：

一种高强船板钢奥氏体晶粒度的淬火检验方法，其具体方法和步骤为：

1、制样

将钢板加工切割成20×20×20 mm 金相试样；取钢板轧制方向的横截面作为试样检验面，按照金相试样的制备方法进行磨制、抛光。

2、喷洒碳粉

取一张厚度为2-3 mm、面积与炉膛底面尺寸相近的钢板，将金相试样试面朝上摆放在钢板表面上，如果有多个试样，则试样间留有间隙。将粒度为80目的碳粉均匀铺撒在抛光好的金相试样表面上，厚度1 mm ，覆盖试样表面。

3、淬火处理

用夹具夹住钢板的一端，将钢板连同试样一起装入升温至930～940℃的热处理炉内，保证边部试样与炉侧壁发热体距离大于30 mm，炉门口试样距炉门50 mm以上；关闭炉门，继续升温至炉温达到900～930℃，保温1～1.5小时后，用夹具夹起钢板快速出炉，将钢板连同试样瞬间同时淬入流动的水中。

4、试样制备

待试样冷透后从水中取出，将碳粉覆盖过的试面用金相砂纸由粗到细磨制并抛光。

5、奥氏体晶粒显示

将试样抛光面置于20%苦味酸水溶液内，在50～70℃状态下侵蚀1-2分钟，提出，水洗吹干，置于金相显微镜下观察奥氏体晶粒形态，拍照，晶粒度评级。 

本发明的有益效果为：

由于本发明采用碳粉覆盖在试样表面，使试样在高温加热时，钢基体不直接与热处理炉内气氛相接触，避免了表面氧化。同时，由于碳粉的碳势高于钢样基体，使试样表面不但不能脱碳，反而有增碳趋势，促进了钢样表面淬硬层的形成。从而使试样表面容易淬硬，经20%苦味酸水溶液腐蚀，钢的奥氏体晶粒形态容易显现完整，为准确评定钢的奥氏体晶粒级别提供了良好的显微组织形态，解决了低碳钢由于碳含量低，热处理淬不上火，奥氏体晶粒形态难以腐蚀呈现造成的晶粒评定结果不准确的问题。

与常规的渗碳法相比，本发明工艺步骤和处理操作更加简单。与直接淬火法相比，本发明处理的试样显形的奥氏体晶粒完全，腐蚀效果好。不需要对一个批次检验试样重复热处理，可降低金相试样制备的劳动强度，减少电能消耗，节约金相腐蚀用酸等原材料，极大降低检验成本，缩短检验周期，提高检验效率。

具体实施方式

实施例1：

用于含C 0.14%，Si 0.5%，Mn 0.9%，P 0.035%，S 0.035%，Al 0.015% 的高强船板钢奥氏体晶粒显示的淬火热处理。

取高强船板钢20×20×20 mm金相试样，选择钢板轧制方向的横截面进行磨制、机械抛光至Ra0.012mm。

将试样抛光面朝上置于3mm厚的一块钢板上。将粒度为80目的碳粉铺撒在抛光好的金相试样表面上，厚度为1mm并用薄钢片轻压碳粉覆盖层。

将热处理炉升温至930℃，打开炉门，用夹具夹持放有试样的钢板一端，送入炉膛内中间位置。保证钢板上试样边部距炉子侧壁发热体32mm，炉门口试样距炉门55mm。关闭炉门，继续升温。当炉温达到930℃后，保温1小时，打开炉门，用夹具夹起盛样钢板快速出炉，将试样瞬间淬入流动的冷水中。

待试样完全冷透之后从水中取出，将碳粉覆盖面用金相砂纸由粗到细磨制、抛光，之后置于20%苦味酸乙醇水溶液中。在50℃状态下侵蚀1.5分钟，提出水洗、吹干。在显微镜下观察，即可获得清晰完整的奥氏体晶粒形态。

实施例2：

用于含C 0.17 %，Si 0.48%，Mn 0.8%，P 0.029%，S 0.035%，Al 0.015% 的高强船板钢奥氏体晶粒显示的淬火热处理。

取高强船板钢20×20×20 mm金相试样，选择钢板轧制方向的横截面进行磨制、机械抛光至Ra0.012mm。

将试样抛光面朝上置于2mm厚的一块钢板上。取粒度为80目的碳粉铺撒在抛光好的金相试样表面上，厚度1mm，并用薄钢片轻压碳粉覆盖层。

将热处理炉升温至935℃，打开炉门，用夹具夹持放有试样的钢板一端，送入炉膛内中间位置。保证钢板上试样边部距炉子侧壁发热体35mm，炉门口试样距炉门56mm。关闭炉门，继续升温。当炉温达到900℃oC后，保温80分钟，打开炉门，用夹具夹起盛样钢板快速出炉，将试样瞬间淬入流动的冷水中。

待试样完全冷透之后从水中取出，将碳粉覆盖面用金相砂纸由粗到细磨制、抛光，之后置于20%苦味酸乙醇水溶液中。在65℃状态下侵蚀2分钟，提出水洗、吹干。在显微镜下观察，即可获得清晰完整的奥氏体晶粒形态。

实施例3

用于含C 0.18%，Si 0.51%， Mn 0.85 %，P 0.033 %，S 0.036 %，Al 0.016% 的高强船板钢奥氏体晶粒显示的淬火热处理。

取高强船板钢20×20×20 mm金相试样，选择钢板轧制方向的横截面进行磨制、机械抛光至Ra0.012mm。

将试样抛光面朝上置于2.5mm厚钢板上。取粒度为80目的碳粉撒在抛光好的金相试样表面上，厚度1mm，并用薄钢片轻压碳粉覆盖层。

将热处理炉升温至940℃，打开炉门，用夹具夹持放有试样的钢板一端，送入炉膛内中间位置。保证钢板上试样边部距炉子侧壁发热体40mm，炉门口试样距炉门58mm。关闭炉门，继续升温。当炉温达到915℃后，保温1小时，打开炉门，用夹具夹起盛样钢板快速出炉，将试样瞬间淬入流动的冷水中。

待试样完全冷透之后从水中取出，将碳粉覆盖面用金相砂纸由粗到细磨制、抛光，之后置于20%苦味酸乙醇水溶液中。在70℃状态下侵蚀1分钟，提出水洗、吹干。在显微镜下观察，即可获得清晰完整的奥氏体晶粒形态。

Claims (1)

1.一种高强船板钢奥氏体晶粒度的淬火检验方法，其特征在于，具体方法和步骤为：

（1）、制样

将钢板加工切割成20×20×20 mm 金相试样；取钢板轧制方向的横截面作为试样检验面，按照金相试样的制备方法进行磨制、抛光；

（2）、喷洒碳粉

取一张厚度为2-3 mm、面积与炉膛底面尺寸相近的钢板，将金相试样试面朝上摆放在钢板表面上，如果有多个试样，则试样间留有间隙；将粒度为80目的碳粉均匀铺撒在抛光好的金相试样表面上，厚度1 mm ，覆盖试样表面；

（3）、淬火处理

用夹具夹住钢板的一端，将钢板连同试样一起装入升温至930～940℃的热处理炉内，保证边部试样与炉侧壁发热体距离大于30 mm，炉门口试样距炉门50 mm以上；关闭炉门，继续升温至炉温达到900～930℃，保温1～1.5小时后，用夹具夹起钢板快速出炉，将钢板连同试样瞬间同时淬入流动的水中；

（4）、试样制备

待试样冷透后从水中取出，将碳粉覆盖过的试面用金相砂纸由粗到细磨制并抛光；

（5）、奥氏体晶粒显示

将试样抛光面置于20%苦味酸水溶液内，在50～70℃状态下侵蚀1-2分钟，提出，水洗吹干，置于金相显微镜下观察奥氏体晶粒形态，拍照，晶粒度评级。