CN104359726A - 一种快速测量穿水后脱碳层检验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速测量穿水后脱碳层检验方法，包括以下步骤：取样，将穿水后的轴承钢按照金相法进行截取、切割得到试样；制样，在试样的表面按照金相法进行磨制、抛光；浸蚀，抛磨后的试样在3%的硝酸酒精溶液中浸泡，使得试样被腐蚀，将腐蚀后的试样洗净、吹干，以显示轴承钢的组织结构；观察，将腐蚀后的试样在光学显微镜下观察测量。本发明能够有效地帮助金相评测人员快速进行评判，不需要进行正火热处理得到热轧态的组织进行脱碳层测量，可帮助试验室高速有效的完成金相检测，不仅节省了热处理能耗，有利于环保，还节省了人工，降低了测量成本，缩短了检验周期，提高了生产效率。

Description

一种快速测量穿水后脱碳层检验方法

技术领域

本发明具体涉及一种测量轴承钢脱碳层深度的方法，尤其是一种快速测量穿水后脱碳层检验方法，属于钢铁测试技术领域。

背景技术

随着轴承工业的迅猛发展，对轴承钢技术水平和制造水平的要求越来越高，高质量的轴承钢在轴承工业是至关重要的。近年来，国外知名的轴承公司，例如SKF、FAG、NSK等，现后在国内投资半场，对我国的轴承及轴承钢生产起到很大的推动作用。为了快速把控产品的质量，控制网状碳化物的形成，国内许多轴承钢厂家在生产过程中对轧钢进行穿水处理，轴承钢在连铸和轧制过程中脱碳后经过穿水处理组织沿碳势发生变化。目前，穿水工艺一般采用的是850℃轧钢进行穿水，穿水后的钢材表面温度降到450℃，返红温度700℃左右，钢材表面的组织为自回火组织。在脱碳层深度的检测过程中，主要执行GB/T224-2008标准，标准中规定了金相法测定脱碳层深度的方法，测定不完全脱碳层深度时，需要进行正火热处理得到珠光体-铁素体组织才能来测定脱碳层深度，操作复杂，费时费力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是根据现有技术存在的缺陷，提出一种操作方便，节能环保的快速测量穿水后脱碳层检验方法，能够有效地帮助金相评测人员快速评判，缩短了检验周期，提高了生产效率。

本发明通过以下技术方案来解决技术问题：

一种快速测量穿水后脱碳层检验方法，包括以下步骤：

一、取样，将穿水后的轴承钢按照GB/T224-2008标准规定的金相法进行截取、切割得到试样；

二、制样，在试样的表面按照GB/T224-2008标准规定的金相法进行磨制、抛光；

三、浸蚀，抛磨后的试样在3%的硝酸酒精溶液中浸泡12±5秒，使得试样被腐蚀，将腐蚀后的试样洗净、吹干，以显示轴承钢的组织结构；

四、观察，将腐蚀后的试样在光学显微镜下观察测量。

采用本发明在轴承钢热轧快冷后直接测定脱碳层的深度，无需经过正火处理，轴承钢试样直接按照金相法进行磨制、抛光和腐蚀以显示钢的组织结构，从而进行测量，本发明热轧快冷后的轴承钢的表面组织为低碳马氏体组织，而经过正火处理的热轧缓冷的轴承钢的脱碳层组织为（P＋F），两种工艺条件下的脱碳层组织特征完全不同。本发明采用金相法对脱碳层进行快速有效地测定评判，是实用性好的测定脱碳层工艺，省时省力，节省了检验周期，可大大提高试验室从事金相工作的效率。

上述技术方案中，所述步骤一中，针对选取的试样，其检验面应垂直于轴承钢的纵轴或根据客户需求选择检验面。

上述技术方案中，所述轴承钢为圆钢或方钢，采用直径≤25mm的圆钢或边长≤20mm的方钢为小规格试样，采用25mm＜直径＜80mm的圆钢或20mm＜边长＜80mm的方钢为大规格试样，在所述步骤一中，选取时对于小规格试样，该试样的整个横截面均需进行抛磨和检测，便于检测整个周边；对于大规格试样，可截取该试样同一横截面的若干个部分作为检测试样，使得总检测周长≥35mm。

上述技术方案中，所述轴承钢采用砂轮切割或车床截取，截取金相试样时，不允许试样产生变形，不允许因受热而引起金相组织发生变化，并且为了便于在抛光机上研磨，还要对截取的试样进行镶嵌，镶嵌时不得改变其原始组织。

上述技术方案中，所述步骤二中，试样磨制包括磨平和磨光两道工序，截取后的试样在落地砂轮上进行粗磨，并在粗磨时蘸水冷却，以防止组织变化；将粗磨后的试样通过由粗到细的一组金相砂纸进行细磨，或采用金相试样预磨机进行细磨，以便将试样上存在的较深磨痕以及表面加工变形层磨光，在金相试样预磨机细磨时，用水冷却磨面，避免磨面过热。

上述技术方案中，所述步骤三中，试样在3%的硝酸酒精溶液中浸泡时，摇动试样的磨面，以保持浸蚀的均匀性；对于腐蚀过深的试样，应重新磨制、抛光。

本发明的优点是：采用该方法测定轴承钢脱碳层，能够有效地帮助金相评测人员快速进行评判，不需要进行正火热处理得到热轧态的组织进行脱碳层测量，可帮助试验室高速有效的完成金相检测，不仅节省了热处理能耗，有利于环保，还节省了人工，降低了测量成本，缩短了检验周期，提高了生产效率。

附图说明

图1本发明一个实施例的钢组织照片。

图2为对照组的钢组织照片。

具体实施方式

实施例一

本实施例的快速测量穿水后脱碳层检验方法，包括以下步骤：

一、取样，在经过穿水处理后的同一轧件上按照GB/T224-2008标准规定的金相法截取两组试样，分别标记为试样A和B。轴承钢采用砂轮切割或车床截取，截取金相试样时，不允许试样产生变形，不允许因受热而引起金相组织发生变化，并且为了便于在抛光机上研磨，还可对截取的试样进行镶嵌，镶嵌时不得改变其原始组织。针对选取的试样A、B，其检验面应垂直于轴承钢的纵轴或根据客户需求选择检验面，并且轴承钢轧件采用＜80mm的圆钢或方钢，一般将直径≤25mm的圆钢或边长≤20mm的方钢划分为小规格试样，将25mm＜直径＜80mm的圆钢或20mm＜边长＜80mm的方钢划分为为大规格试样。选取时，对于小规格试样，该试样的整个横截面均需进行抛磨和检测，便于检测整个周边，对于大规格试样，可截取该试样同一横截面的若干个部分作为检测试样，使得总检测周长≥35mm。

二、制样，在试样A的表面按照GB/T224-2008标准规定的金相法直接进行磨制、抛光，对于试样B进行850℃正火处理还原轧态组织形貌后才能进行磨制、抛光。其中试样磨制包括磨平（粗磨）和磨光（细磨）两道工序，试样A、B在落地砂轮上进行粗磨，并在粗磨时蘸水冷却，以防止组织变化，然后将粗磨后的试样A、B通过由粗到细的一组金相砂纸进行细磨，或采用金相试样预磨机进行细磨，以便将试样A、B上存在的较深磨痕以及表面加工变形层磨光，在金相试样预磨机细磨时，用水冷却磨面，避免磨面过热。

三、浸蚀，将抛磨后的试样A、B分别在3%的硝酸酒精溶液中浸泡12±5秒，使得试样A、B被腐蚀，将腐蚀后的试样A、B洗净、吹干，使其试样面保持干净，不得有油污及指印，以显示轴承钢的组织结构。另外，试样A、B在硝酸酒精溶液中浸泡时，需经常摇动试样的磨面，以保持浸蚀的均匀性。对于腐蚀过深的试样，应重新磨制、抛光。

四、观察，将腐蚀后的试样A、B在光学显微镜下利用金相法观察测量，得到试样A的结果，如图1所示，将轴承钢组织由外至内划分为Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区3个区域，其中Ⅰ区组织为灰白色的低碳回火马氏体组织，Ⅱ区组织为过渡区（贫碳区）的混合组织，Ⅲ区组织是向正常钢组织过渡，而试样A的脱碳层深度为Ⅰ区组织宽度与1/2的Ⅱ区组织宽度之和，得到试样A表面的总脱碳层深度为0.21mm。试样B的结果如图2所示，其表面的总脱碳层深度为0.22mm。将试样A、B的测量结果相比，可以得知二者按照金相法标准评定的总脱碳层深度基本一致，因此与现有技术相比，本实施例无需经过正火热处理工艺，可直接对轴承钢的脱碳层进行测量检验，减少了工艺，省时省力。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种快速测量穿水后脱碳层检验方法，其特征是，包括以下步骤：

一、取样，将穿水后的轴承钢按照GB/T224-2008标准规定的金相法进行截取、切割得到试样；

二、制样，在试样的表面按照GB/T224-2008标准规定的金相法进行磨制、抛光；

三、浸蚀，抛磨后的试样在3%的硝酸酒精溶液中浸泡12±5秒，使得试样被腐蚀，将腐蚀后的试样洗净、吹干，以显示轴承钢的组织结构；

四、观察，将腐蚀后的试样在光学显微镜下观察测量。

2.根据权利要求1所述的快速测量穿水后脱碳层检验方法，其特征是：所述步骤一中，针对选取的试样，其检验面应垂直于轴承钢的纵轴。

3.根据权利要求2所述的快速测量穿水后脱碳层检验方法，其特征是：所述轴承钢为圆钢或方钢，采用直径≤25mm的圆钢或边长≤20mm的方钢为小规格试样，采用25mm＜直径＜80mm的圆钢或20mm＜边长＜80mm的方钢为大规格试样，在所述步骤一中，选取时对于小规格试样，该试样的整个横截面均需进行抛磨和检测，便于检测整个周边；对于大规格试样，可截取该试样同一横截面的若干个部分作为检测试样，使得总检测周长≥35mm。

4.根据权利要求3所述的快速测量穿水后脱碳层检验方法，其特征是：所述轴承钢采用砂轮切割或车床截取，并且为了便于在抛光机上研磨，还要对截取的试样进行镶嵌。

5.根据权利要求1所述的快速测量穿水后脱碳层检验方法，其特征是：所述步骤二中，试样磨制包括磨平和磨光两道工序，截取后的试样在落地砂轮上进行粗磨，并在粗磨时蘸水冷却，以防止组织变化；将粗磨后的试样通过由粗到细的一组金相砂纸进行细磨，或采用金相试样预磨机进行细磨，以便将试样上存在的较深磨痕以及表面加工变形层磨光，在金相试样预磨机细磨时，用水冷却磨面，避免磨面过热。

6.根据权利要求1所述的快速测量穿水后脱碳层检验方法，其特征是：所述步骤三中，试样在3%的硝酸酒精溶液中浸泡时，摇动试样的磨面，以保持浸蚀的均匀性；对于腐蚀过深的试样，应重新磨制、抛光。