CN106596234A - 一种显示低碳微合金钢原始奥氏体晶界的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种显示低碳微合金钢原始奥氏体晶界的方法，先将试样进行热处理：在1150～1200℃保温20～25min后，置于冰水中淬火；然后进行热处理试样粗磨、精磨、抛光，最终得到的试样磨抛面无任何划痕、麻点、凹坑、污点等缺陷；最后将热处理后磨抛好的试样用镊子夹住，磨好的面朝上，浸入腐蚀剂中，并使其在腐蚀剂中不停地晃动，侵蚀时间控制在3～5min，迅速取出试样用大量清水冲洗，并用脱脂棉立即擦拭其表面粘膜，最后用酒精冲洗干燥后在金相显微镜下观察奥氏体晶界。本发明可以清晰地显示出低碳微合金钢原始奥氏体晶界。
Description
技术领域
本发明属于物理检测技术领域，特别涉及一种显示低碳微合金钢原始奥氏体晶界的方法。
背景技术
钢的奥氏体晶粒度对钢的强度、韧性和疲劳性能等有很大影响，对于研究钢生产过程中材料组织的演变规律，合理控制工艺参数和保证产品性能具有重要作用。因此奥氏体晶粒大小的检测有着重要的意义，其显示方法被广大业内人士不断探索、创新提高。奥氏体晶粒能否清晰显示取决于试样的化学成分、热处理状态、侵蚀时间、侵蚀方法和侵蚀试剂等很多因素。常用的显示方法主要有氧化法、网状铁素体法、网状珠光体法、加热缓冷法、晶界腐蚀法等，目前效果最好的当属晶界腐蚀法。
专利号为CN104805440A公开了“超高强度合金结构钢原始奥氏体晶粒的腐蚀剂及显示方法”，其腐蚀剂配比如下：苦味酸4.5～5.5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚7.5～8.5重量份，氯化铜铵1.8～2.8重量份，水100重量份，双氧水6.6～8.1重量份，该发明可以较好地显示奥氏体晶界，但缺点在于腐蚀剂组成较为复杂，而且对低碳微合金钢的奥氏体晶界显示效果好坏不得而知。
专利号为CN101349621公开了“一种清晰显示低碳低合金钢奥氏体晶粒的方法”，所用腐蚀剂配比如下：CrO38g～10g，NaOH 40g～50g，苦味酸1.6g～2g，环氧乙烷2mL～4mL，蒸馏水80mL～100mL，本发明缺点很明显：试样侵蚀时间长达40～60min，效率较低。
发明内容
本发明提供一种简便、快捷的适用于低碳微合金钢原始奥氏体晶界显示的方法，可为研究该类钢变形过程中工艺参数对组织演变的影响提供重要的理论依据。
一种显示低碳微合金钢原始奥氏体晶界的方法，具体步骤如下：
（1）利用线切割方法从低碳微合金钢板上切取试样，在1150～1200℃保温20～25分钟后，置于冰水中淬火；
（2）将步骤（1）热处理后的试样粗磨、精磨、抛光，最终得到的试样磨抛面无任何划痕、麻点、凹坑、污点等缺陷；
（3）将步骤（2）热处理后磨抛好的试样磨好的面朝上，浸入腐蚀剂中，并使其在腐蚀剂中不停地晃动，侵蚀3～5min后，迅速取出试样用大量清水冲洗，并用脱脂棉擦拭其表面粘膜，最后用酒精冲洗干燥后在金相显微镜下观察奥氏体晶界。
步骤（3）所述腐蚀剂组分及配比如下：水10～30mL、苦味酸0.5～2g、盐酸0.2～1mL、乙醇0.2～1mL、洗头膏1～3g和洗洁精2～6mL，混合均匀得到腐蚀剂，所述盐酸的质量分数为37%。
所述低碳微合金钢为碳的质量分数≤0.1%，Ti、Mo、Zr、Nb、V微合金元素的质量分数的总和≤0.2%的合金钢。
所述洗头膏为海鸥牌洗头膏。
所述洗洁精为立白牌洗洁精。
本发明的优点：
1、本方法可以清晰地显示出低碳微合金钢原始奥氏体晶界，进一步可测量其晶粒度，为研究该类钢变形过程中工艺参数对组织演变的影响提供重要的理论依据。
2、本发明主要涉及热处理工艺制定及腐蚀过程，为低碳微合金钢的原始奥氏体晶界腐蚀提供了系统完整的工艺过程，具有重要的指导意义；此外，腐蚀过程无需水浴加热，减少了苦味酸等挥发带来的安全隐患。
附图说明
图1为实施例1试样经腐蚀后在金相显微镜下观察到的奥氏体晶粒；
图2为实施例2试样经腐蚀后在金相显微镜下观察到的奥氏体晶粒；
图3为实施例3试样经腐蚀后在金相显微镜下观察到的奥氏体晶粒。
具体实施方式
以下用实施例对本发明作更清楚、详细的描述，但这些实施例仅仅是对本发明具体实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1
本实施例所述显示低碳微合金钢原始奥氏体晶界的方法，低碳微合金钢中：C：0.04576%，Mn：1.5319%，P：0.0068%，Si：0.2094%，Ti：0.1166%，Zr：0.0021%，N：0.0053%，属于低碳微合金钢，具体步骤如下：
（1）试样热处理：利用线切割从低碳微合金钢板上切取两个10mm×10mm×6mm的试样，为确保获得较小的奥氏体晶粒，保证奥氏体中碳氮化物形成元素尽可能处于固溶状态，结合固溶度积公式确定出固溶温度为1150℃；保温时间不够奥氏体均匀化不充分，大小不一，容易造成钢材变形过程中产生裂纹及微合金元素来不及充分固溶等不利的影响；保温时间过长会发生奥氏体晶粒异常长大，由热处理加热保温时间的369法则确定保温时间为20min。将试样放置在靠近电阻炉中热电偶的位置，以确保试样所处位置的温度与热电偶测量的温度相同，以1℃/s的速率加热至1150℃保温20min后，将试样放入预先准备的3L冰冻水中淬火；
（2）试样的磨制、抛光：将热处理后的试样各面依次在120#、240#、600#的砂纸上粗磨，以去掉氧化皮，后将需要腐蚀的面依次在800#、1000#、1500#、2000#的砂纸上精磨，最后在抛光机上抛光，最终应保证试样磨抛面无任何划痕、麻点、凹坑、污点等缺陷；
（3）腐蚀剂的配制与腐蚀：取10mL蒸馏水、0.5g苦味酸、0.2mL质量分数为37%的盐酸、0.2mL乙醇、1g海鸥牌洗头膏和2mL立白牌洗洁精混合均匀，用玻璃棒不断搅动，静置半分钟得到腐蚀剂；将步骤（2）热处理后磨抛好的试样用镊子夹住，磨好的面朝上，浸入腐蚀剂中，并使其在腐蚀剂中不停地晃动，侵蚀时间为4min20s，迅速取出试样用大量清水冲洗，并用脱脂棉立即擦拭其表面粘膜，用酒精冲洗吹干后在金相显微镜下观察奥氏体晶粒，如图1为本实施例处理得到的原始奥氏体晶界图，由图中看出奥氏体晶界清晰可见，组织很少。
实施例2
本实施例所述显示低碳微合金钢原始奥氏体晶界的方法，低碳微合金钢中：C:0.0407%，Mn：1.6091%，P：0.007%，S：0.0068%，Si：0.2153%，Ti：0.1234%，Zr：0.0734，N：0.0053%，属于低碳微合金钢，具体步骤如下:
（1）试样热处理：利用线切割从低碳微合金钢板上切取两个10mm×10mm×6mm的试样，为确保获得较小的奥氏体晶粒，保证奥氏体中碳氮化物形成元素尽可能处于固溶状态，结合固溶度积公式确定出固溶温度为1175℃；保温时间不够奥氏体均匀化不充分，大小不一，容易造成钢材变形过程中产生裂纹及微合金元素来不及充分固溶等不利的影响；保温时间过长会发生奥氏体晶粒异常长大，由热处理加热保温时间的369法则确定保温时间为22min。将试样放置在靠近电阻炉中热电偶的位置，以确保试样所处位置的温度与热电偶测量的温度相同，以1℃/s的速率加热至1175℃保温22min后，将试样放入预先准备的3L冰冻水中淬火；
（2）试样的磨制、抛光：将热处理后的试样各面依次在120#、240#、600#的砂纸上粗磨，以去掉氧化皮，后将需要腐蚀的面依次在800#、1000#、1500#、2000#的砂纸上精磨，最后在抛光机上抛光，最终应保证试样磨抛面无任何划痕、麻点、凹坑、污点等缺陷；
（3）腐蚀剂的配制与腐蚀：取20mL蒸馏水、1.2g苦味酸、0.6mL质量分数为37%的盐酸、0.6mL乙醇、2g海鸥牌洗头膏和4mL立白牌洗洁精混合均匀，用玻璃棒不断搅动，静置半分钟；将步骤（2）热处理后磨抛好的试样用镊子夹住，磨好的面朝上，浸入腐蚀剂中，并使其在腐蚀剂中不停地晃动，侵蚀时间为5min，迅速取出试样用大量清水冲洗，并用脱脂棉立即擦拭其表面粘膜，用酒精冲洗吹干后在金相显微镜下观察奥氏体晶粒，如图2所示为本实施例处理得到的原始奥氏体晶界图，由图中看出奥氏体晶界清晰显示出来，且组织很少。
实施例3
本实施例所述显示低碳微合金钢原始奥氏体晶界的方法，低碳微合金钢中：C：0.04576%，Mn：1.5319%，P：0.0068%，Si：0.2094%，Ti：0.1166%，Zr：0.0021%，N：0.0053%，属于低碳微合金钢，具体步骤如下：
（1）试样热处理：利用线切割从低碳微合金钢板上切取两个10mm×10mm×6mm的试样，为确保获得较小的奥氏体晶粒，保证奥氏体中碳氮化物形成元素尽可能处于固溶状态，结合固溶度积公式确定出固溶温度为1200℃；保温时间不够奥氏体均匀化不充分，大小不一，容易造成钢材变形过程中产生裂纹及微合金元素来不及充分固溶等不利的影响；保温时间过长会发生奥氏体晶粒异常长大，由热处理加热保温时间的369法则确定保温时间为25min。将试样放置在靠近电阻炉中热电偶的位置，以确保试样所处位置的温度与热电偶测量的温度相同，以1℃/s的速率加热至1200℃保温25min后，将试样放入预先准备的3L冰冻水中淬火；
（2）试样的磨制、抛光：将热处理后的试样各面依次在120#、240#、600#的砂纸上粗磨，以去掉氧化皮，后将需要腐蚀的面依次在800#、1000#、1500#、2000#的砂纸上精磨，最后在抛光机上抛光，最终应保证试样磨抛面无任何划痕、麻点、凹坑、污点等缺陷；
（3）腐蚀剂的配制与腐蚀：取30mL蒸馏水、2g苦味酸、1mL质量分数为37%的盐酸、1mL乙醇、3g海鸥牌洗头膏和6mL立白牌洗洁精混合均匀，用玻璃棒不断搅动，静置半分钟，得到腐蚀剂；将步骤（2）热处理后磨抛好的试样用镊子夹住，磨好的面朝上，浸入腐蚀剂中，并使其在腐蚀剂中不停地晃动，侵蚀时间为3min，迅速取出试样用大量清水冲洗，并用脱脂棉立即擦拭其表面粘膜，用酒精冲洗吹干后在金相显微镜下观察奥氏体晶粒，如图3所示为本实施例处理得到的原始奥氏体晶界图，由图中看出奥氏体晶界清晰明显，几乎无组织出现。
Claims (4)
1.一种显示低碳微合金钢原始奥氏体晶界的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）利用线切割方法从低碳微合金钢板上切取试样，在1150～1200℃保温20～25分钟后，置于冰水中淬火；
（2）将步骤（1）热处理后的试样粗磨、精磨、抛光，最终得到的试样磨抛面无任何缺陷；
（3）将步骤（2）热处理后磨抛好的试样磨好的面朝上，浸入腐蚀剂中，并使其在腐蚀剂中不停地晃动，侵蚀3～5min后，取出试样用大量清水冲洗，并用脱脂棉擦拭其表面粘膜，最后用酒精冲洗干燥后在金相显微镜下观察奥氏体晶界。
2.根据权利要求1所述显示低碳微合金钢原始奥氏体晶界的方法，其特征在于，步骤（3）所述腐蚀剂的组成及配比如下：水10～30mL、苦味酸0.5～2g、盐酸0.2～1mL、乙醇0.2～1mL、洗头膏1～3g和洗洁精2～6mL，混合均匀得到腐蚀剂。
3.根据权利要求2所述显示低碳微合金钢原始奥氏体晶界的方法，其特征在于，所述盐酸的质量分数为37%。
4.根据权利要求1所述显示低碳微合金钢原始奥氏体晶界的方法，其特征在于，所述低碳微合金钢为碳的质量分数≤0.1%，Ti、Mo、Zr、Nb、V微合金元素的质量分数的总和≤0.2%的合金钢。
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