CN103852358A - 一种超低碳if薄板金相组织的显示方法 - Google Patents

一种超低碳if薄板金相组织的显示方法 Download PDF

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Abstract

一种超低碳IF薄板金相组织的显示方法,属于金相检验技术领域。试验步骤为:试样的镶嵌、粗磨、精抛浸蚀和图片采集五个步骤。其优点在于,通过本技术可以获得铁素体晶粒清晰并完整的组织照片,操作简单,解决了超低碳薄板铁素体晶粒显示不完整及晶界浮凸严重的问题,尤其适用于碳含量在0.002%以下的超低碳IF薄板钢的组织显示。

Description

一种超低碳IF薄板金相组织的显示方法
技术领域
本发明属于金相检验技术领域,特别是提供了一种超低碳IF薄板金相组织的显示方法,适用于碳含量在0.002%以下的超低碳IF薄板金相样品的铁素体组织的显示。
背景技术
随着汽车制造工业的发展,为提高汽车板的深冲性能,大力发展以IF钢为代表的超低碳系列钢种已成为汽车板生产中的一个主要研究方向。超低碳系列钢种含碳量很低,一般C(wt)<0.002%,钢质偏软,组织是纯铁素体,用常规手段很难清晰地显示其组织。根据以往的经验,0.003%<C(wt)<0.006%的薄板用4%的硝酸酒精溶液侵蚀,含碳量0.002%<C(wt)<0.003%的薄板钢用硫酸铜盐酸水溶液进行浸蚀的效果较好。本试验选用的IF钢含碳量为0.0014%。由于样品钢质较软,给样品的制备及浸蚀都带来一定的困难,因此使用常规的制样及浸蚀方法均不能完整显示其组织。以前曾有专利提出用三氯化铁+盐酸+水以及硫酸铜+苦味酸+水等溶液对其纯铁素体组织进行侵蚀,试验结果发现浸蚀效果非常差,无法显示出完整的铁素体晶界。
目前还没有文献报道过较好的浸蚀超低碳IF钢纯铁素体的方法。为了解决这一难题,我们选取了一种超低碳IF钢,进行多次浸蚀实验,找到了一种较好的显示其组织的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超低碳IF薄板金相组织的显示方法,解决了碳含量在0.002%以下的超低碳钢用常规的浸蚀方法已经无法清晰的显示出铁素体晶界的问题,可以有效地制备超低碳IF钢薄板金相试样并清晰的显示其组织。这是一种针对碳含量小于0.002%IF钢浸蚀组织及显示晶粒的金相技术。具体工艺步骤如下
1)镶嵌:将镶样机打开,在镶嵌室内放入10~12g镶嵌粉,将IF薄板试样垂直插入已放好的镶嵌粉中,盖好镶样机盖,加压,设定镶嵌时间为3~5分钟,之后再冷却1~2分钟即可,镶嵌完毕,取出已镶嵌好的试样备用。
2)磨制:将已镶嵌好的样品在水砂纸上进行磨制,砂纸磨制的顺序依次为150号,300号,600号及800号。磨制时,要保证每换一道砂纸前要用水冲洗且均要将前一道砂纸的磨痕打掉,并注意整个试样应上下面平行,在同一平面不能磨偏,划痕为同一方向为止。
3)抛光:将粗磨好的试样进行清洗,在抛光盘上进行抛光,抛光时先用3.5μm的用金刚砂喷雾式抛光剂对样品磨面进行粗抛光,抛至试样表面800号砂纸的痕迹消失为止,用清水将试样表面清洗干净。用1.5μm的金刚砂喷雾式抛光剂对样品继续抛光直至试样面光洁,肉眼观察试样表面没有水波纹样的磨痕,再次用清水将试样表面清洗干净,在精细抛光盘上使用0.5μm金刚砂喷雾式抛光剂进行最后一道精细抛光,经过抛光2-3分钟后观察试样表面光亮,没有污痕及水冲洗即可。
4)配置浸蚀液:分别配置两种浸蚀液A和B备用。浸蚀液A为4%硝酸酒精溶液,将4ml纯硝酸与96ml纯酒精混匀。浸蚀液B为硫酸铜盐酸水溶液:固体硫酸铜(g)、盐酸(ml)、蒸馏水(ml)以2:10:15的比例进行溶液的配置。
5)浸蚀:将抛光好的样品先放入4%的硝酸酒精中,浸蚀时间10~40秒,然后用水冲洗,立即放入纯酒精中再次冲洗干净后取出用风机吹干备用。将已吹干的样品放入硫酸铜盐酸水溶液中,浸蚀5~20秒,取出样品立即用清水冲洗,然后放入纯酒精中再次冲洗干净,风机吹干。
6)观察和采集图片:用显微镜采集试样组织的铁素体图片,保存IF钢组织金相图。
本方法中需注意的问题:
1目前的超低碳IF钢厚度都在1-2mm左右,为了便于进行样品的制备及显微观察必须先进行试样的镶嵌。镶嵌时镶嵌试样的截面,截面方向与厚度方向平行。
2在抛光试样时按抛光剂的粒度从粗至细依次进行,由于超低碳IF钢的含碳量极低,钢质很软,在制样抛光的过程中很容易产生拖尾和划痕现象,并有铁素体滑移带的产生,影响浸蚀效果。所以在最后抛光时应使用0.5μm的抛光剂进行最后一道精细抛光,尽量避免以上现象的出现。
3本方法的特点是需两种配方试剂按顺序分别浸蚀试样,两种试剂为4%的硝酸酒精浸溶液和硫酸铜盐酸水溶液。用4%硝酸酒精溶液浸蚀IF钢,浸蚀后铁素体晶界显示不完整,试样有浮凸感,加时间后又极易造成过浸蚀,产生双晶界现象。硫酸铜盐酸水溶液浸蚀IF钢,如果浸蚀浓度控制不好,试样上总有一层模糊的黑膜出现。配好合适的浓度进行浸蚀,铁素体晶界显示较完整,晶界上没有出现浮凸感,但由于仍会有一层黑膜附着于试样表面而影响照片效果,也不是最理想的选择。将两种浸蚀剂相结合使用,先用4%硝酸酒精溶液浸蚀,这时浸蚀程度刚好是在铁素体晶粒基本快要出全,而又没有出现双晶界时。将试样继续放入合适硫酸铜盐酸水溶液浸蚀,目的在于继续浸蚀4%硝酸酒精溶液没有浸蚀出的铁素体晶界,同时,避免出现过浸蚀带来的双晶界及浮凸感。
本发明的优点在于,可以清晰地显示出超低碳IF钢样品的铁素体晶界,样品制备方法简便,成本低,清晰度高,解决了碳含量在0.002%以下纯铁素体难以显示和晶界易于浮凸的问题。
附图说明
图1超低碳IF薄板(C的质量百分含量为0.0014)的金相组织照片(200X)。
图2超低碳IF薄板(C的质量百分含量为0.0014)的金相组织照片(500X)。
图3超低碳IF薄板(C的质量百分含量为0.0018)的金相组织照片(200X)。
图4超低碳IF薄板(C的质量百分含量为0.0018)的金相组织照片(500X)。
具体实施方式
试验1含碳量0.0014%(质量百分含量)的IF薄板金相样品的制备及铁素体组织的显示。
其金相样品的制备及铁素体组织显示的步骤为:
1)镶嵌:将镶样机打开,在镶嵌室内放入12g镶嵌粉,将IF钢薄板试样插入已放好的镶嵌粉中,盖好镶样机盖,加压,设定镶嵌时间为3分钟冷却时间为2分钟,冷却完毕取出已镶嵌好的试样。
2)磨制:将已镶嵌好的样品在水砂纸上进行磨制,砂纸磨制的顺序依次为150号,300号,600号及800号。磨制时,要保证每换一道砂纸前要用水冲洗且均要将前一道砂纸的磨痕打掉,并注意整个试样应上下面平行,在同一平面不能磨偏,划痕为同一方向为止。
3)抛光:将粗磨好的试样进行清洗,在抛光盘上进行抛光,抛光时先用3.5μm的用金刚砂喷雾式抛光剂对样品磨面进行粗抛光,抛至试样表面800号砂纸的痕迹消失为止,用清水将试样表面清洗干净。用1.5μm的金刚砂喷雾式抛光剂对样品继续抛光直至试样面光洁,肉眼观察试样表面没有水波纹样的磨痕,再次用清水将试样表面清洗干净,在精细抛光盘上使用0.5μm金刚砂喷雾式抛光剂进行最后一道精细抛光,经过抛光2分钟后观察试样表面光亮,没有污痕及水印即可。
4)浸蚀液的配置。溶液A:4%硝酸酒精溶液将4ml纯硝酸与96ml纯酒精混匀;溶液B:硫酸铜盐酸水溶液的配方为固体硫酸铜(1g)、盐酸(5ml)、蒸馏水(7.5ml)。用7.5ml蒸馏水将1g固体硫酸铜充分溶解后注入5ml盐酸混匀。
5)浸蚀::将抛光好的样品首先放入4%的硝酸酒精中,浸蚀时间20秒,然后立即用水冲洗,再放入纯酒精中再次冲洗,风机吹干,而后将已吹干的样品放入硫酸铜盐酸水溶液中,并且不断晃动试样,使样品表面与浸蚀液均匀接触,浸蚀10秒,取出样品立即用清水冲洗,然后放入纯酒精中再次冲洗干净,风机吹干即可。
6观察和图片采集用显微镜采集试样组织的铁素体图片,保存IF钢组织金相图。
图1(200X)和2(500X)是含碳量0.0014%(C的质量百分含量)IF薄板的金相组织照片。由图1和2可以看出,视场中所有晶粒的晶界都显示得比较清楚,晶粒完整,无浮凸感。
试验2:含碳量0.0018%(C的质量百分含量)IF薄板金相样品的制备及铁素体组织显示。
其金相样品的制备及铁素体组织显示的步骤为:
1)镶嵌:将镶样机打开,在镶嵌室内放入12g镶嵌粉,将IF钢薄板试样插入已放好的镶嵌粉中,盖好镶样机盖,加压,设定镶嵌时间为3分钟冷却时间为2分钟。镶样机自动镶嵌完毕,取出已镶嵌好的试样。
2)磨制:将已镶嵌好的样品在水砂纸上进行磨制,砂纸磨制的顺序依次为150号,300号,600号及800号。磨制时,要保证每换一道砂纸前要用水冲洗且均要将前一道砂纸的磨痕打掉,并注意整个试样应上下面平行,在同一平面不能磨偏,划痕为同一方向为止。
3)抛光:将粗磨好的试样进行清洗,在抛光盘上进行抛光,抛光时先用3.5μm的用金刚砂喷雾式抛光剂对样品磨面进行粗抛光,抛至试样表面800号砂纸的痕迹消失为止,用清水将试样表面清洗干净。用1.5μm的金刚砂喷雾式抛光剂对样品继续抛光直至试样面光洁,肉眼观察试样表面没有水波纹样的磨痕,再次用清水将试样表面清洗干净,在精细抛光盘上使用0.5μm金刚砂喷雾式抛光剂进行最后一道精细抛光,经过抛光2分钟后观察试样表面光亮,没有污痕及水印即可。
4)浸蚀液的配置。溶液A:4%硝酸酒精溶液将4ml纯硝酸与96ml纯酒精混匀;溶液B:硫酸铜盐酸水溶液的配方为固体硫酸铜(2g)、盐酸(10ml)、蒸馏水(15ml)。用15ml蒸馏水将2g固体硫酸铜充分溶解后注入10ml盐酸混匀。
5)浸蚀:本方法所用浸蚀剂为两种配方试剂,为4%的硝酸酒精浸蚀剂和硫酸铜盐酸水溶液。样品按以下步骤分别浸蚀:首先将抛光好的样品放入4%的硝酸酒精中,浸蚀时间10秒,然后立即用水冲洗,再放入纯酒精中再次冲洗,风机吹干,而后将已吹干的样品放入硫酸铜盐酸水溶液中,并且不断晃动试样,使样品表面与浸蚀液均匀接触,浸蚀15秒,取出样品立即用清水冲洗,然后放入纯酒精中再次冲洗干净,风机吹干。
6)观察和图片采集:用显微镜观察试样并采集组织图片。
图3(200X)和4(500X)是含碳量0.0018%(C的质量百分含量)IF薄板的金相组织照片,由图3和4可以看出,视场中所有晶粒的晶界都显示得比较清楚,晶粒完整,无浮凸感。

Claims (1)

1.一种超低碳IF薄板金相组织的显示方法,其特征在于,工艺步骤为:
(1)镶嵌:将镶样机打开,在镶嵌室内放入10-12g镶嵌粉,将IF薄板试样垂直插入已放好的镶嵌粉中,盖好镶样机盖,加压,设定镶嵌时间为3分钟,之后再冷却2分钟,镶嵌完毕,取出已镶嵌好的试样备用。
(2)粗磨:将已镶嵌好的样品在水砂纸上进行磨制,砂纸磨制的顺序依次为150号,300号,600号及800号;磨制时,要保证每换一道砂纸前要用水冲洗且均要将前一道砂纸的磨痕打掉,整个试样应上下面平行,在同一平面不能磨偏,划痕为同一方向为止;
(3)精抛:将粗磨好的试样进行清洗,在抛光盘上进行抛光;抛光时先用3.5μm的金刚砂喷雾式抛光剂对样品磨面进行粗抛光,抛至试样表面800号砂纸的痕迹消失为止,用清水将试样表面清洗干净;用1.5μm的金刚砂喷雾式抛光剂对样品继续抛光直至试样面光洁,肉眼观察试样表面没有水波纹样的磨痕,再次用清水将试样表面清洗干净,在精细抛光盘上使用0.5μm金刚砂喷雾式抛光剂进行最后一道精细抛光,经过抛光2-3分钟后观察试样表面光亮,没有污痕及水印;
(4)配置浸蚀液:分别配置两种浸蚀液A和B备用,浸蚀液A为4%硝酸酒精溶液,将4ml纯硝酸与96ml纯酒精混匀;浸蚀液B为硫酸铜盐酸水溶液:固体硫酸铜(g)、盐酸(ml)、蒸馏水(ml)以2:10:15的比例进行溶液的配置;
(5)浸蚀:将抛光好的样品先放入4%的硝酸酒精中,浸蚀时间10~40秒,然后用水冲洗,放入纯酒精中再次冲洗干净后取出用风机吹干备用;将已吹干的样品放入硫酸铜盐酸水溶液中,浸蚀5~20秒,取出样品用清水冲洗,然后放入纯酒精中再次冲洗干净,风机吹干;
(6)观察和采集图片:用显微镜观察试样并采集组织图片。
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