CN106501059A - 一种含低铬钢氧化铁皮试样的制备方法 - Google Patents

一种含低铬钢氧化铁皮试样的制备方法 Download PDF

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孙彬
王皓
刘懿萱
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Abstract

一种含低铬钢氧化铁皮试样的制备方法，涉及一种钢材试样的制备方法，所述方法包括以下过程：对经过不同高温氧化条件下发生氧化的含铬钢冷却到室温后进行线切割、超声波清洗；切割后的钢板表面附加铝板，然后热镶嵌；对镶嵌后的试样采用砂纸打磨和抛光后，用2%‑3%的盐酸酒精，腐蚀7s；在制备试样时铝板的厚度0.3‑0.5mm，要求铝板表面光洁、平整，与含低铬钢氧化铁皮试样的贴合性好、无缝隙；此制备方法尤其适合于氧化铁皮层中含有结构松散颗粒状的FeCr2O4相。此种方法能最大限度的保留氧化铁皮的原始生成厚度和组织。对于通过检测铁皮厚度和组织后，以此为依据来调控生产工艺以达到进一步控制铁皮来说是十分有利的。

Description

一种含低铬钢氧化铁皮试样的制备方法
技术领域
本发明涉及一种含低铬钢氧化铁皮试样的制备方法，特别是涉及一种含低铬钢氧化铁皮试样的制备方法。
背景技术
高温下钢板会在表面形成一层氧化铁皮。普碳钢典型的氧化铁皮结构由最外层较薄的Fe2O3层、中间Fe3O4层和靠近基体侧的FeO层组成。根据Fe-O平衡相图，在570～1371℃时，FeO处于稳定状态；在570℃以下时,FeO发生共析反应生成α-Fe + Fe3O4的混合物。如果钢中含有铬元素，由于铬元素的氧化活性优于铁元素，因此铬极易在钢板表面形成铬的氧化物层。当钢中含铬含量较高时，一般在5%以上时，会在铁氧化物的内侧，靠近基体侧形成连续的三氧化二铬层。这层三氧化二铬层通常结构致密。钢中含铬的含量小于5%的钢种有很多，例如12Cr1MoV等。这些钢种在高温下形成的氧化铁皮与普碳钢相比，通常较薄，并且易在靠近钢板的基体侧形成连续的FeCr2O4层。由于这类钢中含有的铬含量较少，因此不会像不锈钢一样在高温下会形成粘附性好且比较致密的三氧化二铬层，而是形成结构松散、呈颗粒状分布的FeCr2O4层。常规的制样方法，不管是采用环氧树脂的冷镶嵌方法，还是采用高温高压的热镶嵌方法，再经过砂纸打磨和抛光后，这种类型钢种的氧化铁皮极易发生破碎、脱落，易在氧化铁皮层中，尤其是靠近基体侧的铁皮层中形成空洞，这样制备的试样不管是对于分析氧化铁皮的厚度和铁皮的结构都是十分不利的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含低铬钢氧化铁皮试样的制备方法，该方法通过进行新工艺操作，即可制备出含低铬钢氧化铁皮试样，用此方法制备的氧化铁皮不易破碎、形成空洞。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的方法按以下步骤进行：
1、对经过不同高温氧化条件下发生氧化的含铬钢（含铬量小于5%）冷却到室温后进行线切割、超声波清洗。
2、切割后的钢板表面附加铝板，然后热镶嵌。
3、对镶嵌后的试样采用砂纸打磨和抛光后，用2%-3%的盐酸酒精，腐蚀7s。
4、在制备试样时铝板的厚度0.3-0.5mm，要求铝板表面光洁、平整，与含低铬钢氧化铁皮试样的贴合性好、无缝隙。
5、此制备方法尤其适合氧化铁皮层中含有结构松散的颗粒状的FeCr2O4相。
本发明的优点与效果是：
此种方法对于检测含铬量小于5%的钢铁材料非常有效。这种类型的钢种形成的铁皮粘附性差，易碎，使用本发明的方法后，能最大限度的保留氧化铁皮的原始生成厚度和组织。对于通过检测铁皮厚度和组织后，以此为依据来调控生产工艺以达到进一步控制铁皮来说是十分有利的。
附图说明
图1为本发明实施例中的试样制备后的示意图，图中a、试样，b、铝板，c、夹子；
图2为本发明实施例1中的试样断面氧化皮结构和厚度的金相显微照片图，图中e、Fe3O4层，f、FeO层和先共析Fe3O4，g、FeCr2O4层；
图3为本发明实施例2中的试样断面氧化皮结构和厚度的金相显微照片图，图中u、Fe3O4层，v、FeCr2O4层，w、Fe2SiO4层；
图4为本发明实施例3中的试样断面氧化皮结构和厚度的SEM图，图中x、Fe的氧化物层，y、FeCr2O4层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
1、对含铬量为1%的钢在1100℃时，在空气条件下氧化5min冷却到室温后进行线切割、超声波清洗。
2、切割后的钢板表面附加铝板，然后热镶嵌。
3、对镶嵌后的试样采用砂纸打磨和抛光后，用2%的盐酸酒精，腐蚀8s。
4、在制备试样时铝板的厚度0.5mm，铝板表面光洁、平整，与含低铬钢氧化铁皮试样的贴合性好、无缝隙，试样制备后的示意图如图1所示，其中图1中a、试样，b、铝板，c、夹子。
5、此制备方法观察氧化铁皮的金相照片如图2所示。氧化铁皮层中含有结构松散的颗粒状的FeCr2O4相。
实施例2
1、对含铬量为2%的钢在900℃时，在空气条件下氧化30min冷却到室温后进行线切割、超声波清洗。
2、切割后的钢板表面附加铝板，然后热镶嵌。
3、对镶嵌后的试样采用砂纸打磨和抛光后，用2.7%的盐酸酒精，腐蚀6s。
4、在制备试样时铝板的厚度0.3mm，铝板表面光洁、平整，与含低铬钢氧化铁皮试样的贴合性好、无缝隙，试样制备后的示意图如图1所示，其中图1中a、试样，b、铝板，c、夹子。
5、此制备方法观察氧化铁皮的金相照片如图3所示。氧化铁皮层中含有结构松散的颗粒状的FeCr2O4相。
实施例3
1、对含铬量为3%的钢在900℃时，在空气条件下氧化10min冷却到室温后进行线切割、超声波清洗。
2、切割后的钢板表面附加铝板，然后热镶嵌。
3、对镶嵌后的试样采用砂纸打磨和抛光后，用3%的盐酸酒精，腐蚀5s。
4、在制备试样时铝板的厚度0.4mm，铝板表面光洁、平整，与含低铬钢氧化铁皮试样的贴合性好、无缝隙，试样制备后的示意图如图1所示，其中图1中a、试样，b、铝板，c、夹子。
5、此制备方法观察氧化铁皮的金相照片如图4所示。氧化铁皮层中含有结构松散的颗粒状的FeCr2O4相。

Claims (2)

1.一种含低铬钢氧化铁皮试样的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：
a、对经过不同高温氧化条件下发生氧化的含铬钢冷却到室温后进行线切割、超声波清洗；
b、切割后的钢板表面附加铝板，然后热镶嵌；
c、对镶嵌后的试样采用砂纸打磨和抛光后，用2%-3%的盐酸酒精，腐蚀7s；
d、在制备试样时铝板的厚度0.3-0.5mm，要求铝板表面光洁、平整，与含低铬钢氧化铁皮试样的贴合性好、无缝隙；
e、此制备方法尤其适合于氧化铁皮层中含有结构松散颗粒状的FeCr2O4相。
2.根据权利要求1所述的一种含低铬钢氧化铁皮试样的制备方法，其特征在于，所述发生氧化的含铬钢其含铬量小于5%。
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