CN109238813A - 弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法 - Google Patents

弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法，其方法步骤为：（1）将试样放入在850℃～900℃保温0.5～1h，然后以完全硬化的冷却速度淬火；冷却后，再将试样在400℃～600℃下回火保温1～3h，冷却，即可得到淬硬试样；（2）所述淬硬试样选取轧制方向的横截面进行切割、镶嵌；然后用金相水砂纸进行研磨，最后进行抛光；即可得到金相样品；（3）在烧杯内加入100ml饱和苦味酸溶液中加入2～3g十二烷基苯磺酸钠，搅拌直至完全溶解后滴入1～3滴2～5%的CuCl2溶液，配制成浸蚀液；（4）室温下，将金相样品在所述浸蚀液中静置1～3min后取出，清洗、干燥后，即可用金相显微镜观测晶粒度。本方法具有工艺简单、浸蚀效果好、安全无危害等特点。

Description

弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法
技术领域
本发明涉及一种合金检测方法，尤其是一种弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法。
背景技术
随着国家振兴高端装备制造业，对高端装备所需的关键部件零部件与基础件制造要求提高。弹簧是装备制造业的关键基础件，广泛应用于汽车、铁路等国民经济的各个领域。随着汽车轻量化、重大技术装备大型化及参数极限化，对弹簧钢的性能提出了越来越高的要求。然而弹簧钢奥氏体晶粒大小直接影响钢的性能。目前还没有关于该钢种奥氏体晶粒度显示的方法，因此清晰地显示出弹簧钢的奥氏体晶粒具有十分重要的意义。
专利申请CN 201510148112.6公开了一种室温下齿轮用调质钢的奥氏体晶粒的检测显示方法，针对42CrMoA、34CrNiMo6、35CrMoA提出。其在室温下100ml 中加入2～4g 苦味酸形成过饱和苦味酸溶液，之后加入9～11g 十二烷基苯磺酸钠，搅拌直至完全溶解，再加入0.4～0.6ml 浓盐酸，配制成浸蚀液；试样在浸蚀液内侵蚀20min，去除试样检测面形成黑色腐蚀物质后显微镜下观察，可清晰显示原奥氏体晶粒度。但该方法浸蚀液中加入了盐酸，如果用来浸蚀弹簧钢易出现其显微组织，无法看清其奥氏体晶界。
专利申请CN 201410718415.2公开了高Cr耐热钢的奥氏体晶粒度的显示方法，其将盛有蒸馏水的烧杯放入温度设置为50～70℃的水浴槽内，将苦味酸放入烧杯中，在对其加热的过程中搅拌均匀，制备饱和苦味酸水溶液（质量百分数为5～6%）；再加入十二烷基苯磺酸钠（质量百分数为5～6%），向其中加入添加剂（分析纯盐酸，质量百分数为0.1～0.2%）并搅拌均匀，即得到浸蚀液；用浸湿的脱脂棉蘸取热的浸蚀液均匀的涂抹在金相样品表面，擦拭3～5分钟后用酒精冲洗吹干后样品置于毛料抛光布上轻轻抛光可显示其奥氏体晶粒度。该方法浸蚀液中同样加入了盐酸，如果用来浸蚀弹簧钢易出现其显微组织，无法看清其奥氏体晶界。
专利申请CN 201610176121.0公开了一种显示85Cr2MnMo衬板钢原奥氏体晶界的方法，将100ml去离子水、4g苦味酸、2g海鸥牌洗头膏及0.1g CuCl2•2H2O混合，制成腐蚀剂，并放入55～60℃的水浴锅中保温；将淬火后研磨并抛光好的试样放入腐蚀剂中，侵蚀50～60s后取出，用蘸有酒精的脱脂棉擦去表面的反应物，冲洗干净并吹干；在光学显微镜下观察，可以清晰显示85Cr2MnMo衬板钢的原奥氏体晶界。但该方法试样淬火后未进行回火，浸蚀不出弹簧钢奥氏体晶界。
专利申请CN 201010276594.0公开了一种快速显示超细奥氏体晶粒的侵蚀剂及热侵蚀方法，侵蚀剂由饱和苦味酸水溶液、CuCl2饱和水溶液、HF 酸和二甲苯组成，各组分对应的体积比为100～200:1～1.5:0.5～1.5:1～2。热侵蚀方法为：试样经研磨，抛光后，再将其断面浸入60～70℃侵蚀液中进行热侵蚀，侵蚀时间5～15s，随后经无水乙醇擦拭干净吹干后即可显示奥氏体晶粒度。但该方法浸蚀液中加入了HF酸，如果用来浸蚀弹簧钢易出现其显微组织，无法看清奥氏体晶界。
由上述可知，现有的大多数浸蚀方法加入有酸，浸蚀弹簧钢易出现其显微组织，无法看清其奥氏体晶界；且需要在加热保温情况下进行浸蚀，这会造成苦味酸的挥发，影响检测人员的身体健康。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种清晰显示奥氏体晶界的弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：（1）将试样放入在850℃～900℃保温0.5～1h，然后以完全硬化的冷却速度淬火；冷却后，再将试样在400℃～600℃下回火保温1～3h，冷却，即可得到淬硬试样；
（2）所述淬硬试样选取轧制方向的横截面进行切割、镶嵌；然后用金相水砂纸进行研磨，最后进行抛光；即可得到金相样品；
（3）在烧杯内加入100ml饱和苦味酸溶液中加入2～3g十二烷基苯磺酸钠，搅拌直至完全溶解后滴入1～3滴2～5%的CuCl2溶液，配制成浸蚀液；
（4）室温下，将金相样品在所述浸蚀液中静置1～3min后取出，清洗、干燥后，即可用金相显微镜观测晶粒度。
本发明所述步骤（2）中，依次用80#～120#、220#～320#、600#～800#和1000#～1200#的金相水砂纸由粗至细进行研磨。
本发明所述步骤（2）中，先后用3.5～7.0μm和1～2.5μm的金刚石抛光剂进行抛光。
本发明所述步骤（4）中，金相样品检测面朝上静置在浸蚀液中。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过回火温度及保温时间的改进，浸蚀液添加了CuCl2，从而不需要加热在室温下即可显示其奥氏体晶粒度，避免了苦味酸加热挥发造成对人体的危害；本发明具有工艺简单、浸蚀效果好、安全无危害等特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例1浸蚀后的金相图；
图2是本发明实施例2浸蚀后的金相图；
图3是本发明实施例3浸蚀后的金相图。
具体实施方式
本弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法采用下述工艺步骤：（1）试样的淬回火：将试样放入热处理炉内，在850℃～900℃保温0.5～1h后，用夹具夹起试样快速出炉；然后以完全硬化的冷却速度淬火，即将试样立即淬入流动的水中，待测试样冷透后取出。再将试样放入热处理炉内，在400℃～600℃下回火，保温1～3h后冷却至室温，得到淬硬试样。
（2）金相样品的制备：所述淬硬试样选取试样轧制方向的横截面进行切割、镶嵌。镶嵌后的样品依次在80#～120#、220#～320#、600#～800#、1000#～1200#金相水砂纸上由粗至细进行研磨。研磨后的样品先后用3.5～7.0μm和1～2.5μm金刚石抛光剂（水作润滑剂）进行抛光至样品无划痕，即可得到金相样品。
（3）浸蚀液的配制：室温下，在烧杯内加入蒸馏水，加入苦味酸搅拌溶解至形成饱和苦味酸溶液。在100ml饱和苦味酸溶液中加入2～3g十二烷基苯磺酸钠，搅拌直至完全溶解后滴入1～3滴质量百分含量为2～5%的CuCl2溶液，配制成浸蚀液，待用。
（4）金相样品的浸蚀：所述金相样品用镊子将检测面朝上放入上述浸蚀液中，静置1～3min后取出；清洗方式是先用脱脂棉蘸酒精轻轻擦拭表面黑色腐蚀物质，再用水冲洗干净；吹干后，即可在金相显微镜下观测。如果试样表面仍有大量黑色腐蚀物影响晶粒度的观测，可用抛光布轻轻水抛，至能够清晰的显示出奥氏体晶粒度。
实施例1：本弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法具体如下所述。
试样55SiCrA化学成分为（wt）：C 0.53％，Si 1.47％，Mn 0.68％，Cr 0.67％，P0.009％，S 0.004％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
（1）试样在850℃保温1h后，淬入流动的水中；然后在600℃下回火，保温1h后空冷至室温。
（2）选取试样轧制方向的横截面进行切割、镶嵌；然后依次在80#、320#、600#、1000#金相水砂纸上研磨；再先后用5.0μm和2.5μm 金刚石抛光剂（水作润滑剂）抛光至样品光亮无划痕。
（3）室温下，在100ml饱和苦味酸溶液中加入3g十二烷基苯磺酸钠，搅拌直至完全溶解后滴入1滴2%的CuCl2溶液，配制成浸蚀液。
（4）金相样品检测面朝上放入上述浸蚀液中静置3min后取出，用脱脂棉蘸酒精擦拭、水洗、吹干；如图1所示，试样清晰地显示出了奥氏体晶界。
实施例2：本弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法具体如下所述。
55SiCrA试样化学成分为（wt）：C 0.55％，Si 1.41％，Mn 0.65％，Cr 0.66％，P0.010％，S 0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
（1）试样在860℃保温1h后，淬入流动的水中；然后在500℃下回火，保温2h后空冷至室温。
（2）选取试样轧制方向的横截面进行切割、镶嵌；然后依次在80#、320#、600#、1000#金相水砂纸上研磨；再先后用5.0μm和2.5μm 金刚石抛光剂（水作润滑剂）抛光至样品光亮无划痕。
（3）室温下，在100ml饱和苦味酸溶液中加入3g十二烷基苯磺酸钠，搅拌直至完全溶解后滴入2滴2%的CuCl2溶液，配制成浸蚀液。
（4）金相样品检测面朝上放入上述浸蚀液中静置1.5min后取出，用脱脂棉蘸酒精擦拭、水洗、吹干后，用抛光布水抛；如图2所示，试样清晰地显示出了奥氏体晶界。
实施例3：本弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法具体如下所述。
55SiCrA试样化学成分为（wt）：C 0.56％，Si 1.42％，Mn 0.68％，Cr 0.66％，P0.011％，S 0.008％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
（1）试样在870℃保温1h后，淬入流动的水中；然后在550℃下回火，保温3h后空冷至室温。
（2）选取试样轧制方向的横截面进行切割、镶嵌；然后依次在80#、280#、600#、1200#金相水砂纸上研磨；再先后用3.5μm和2.5μm 金刚石抛光剂（水作润滑剂）抛光至样品光亮无划痕。
（3）室温下，在100ml饱和苦味酸溶液中加入2g十二烷基苯磺酸钠，搅拌直至完全溶解后滴入1滴5%的CuCl2溶液，配制成浸蚀液。
（4）金相样品检测面朝上放入上述浸蚀液中静置2min后取出，用脱脂棉蘸酒精擦拭、水洗、吹干；如图3所示，试样清晰地显示出了奥氏体晶界。
实施例4：本弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法具体如下所述。
60Si2Mn试样化学成分为（wt）：C 0.58％，Si 1.69％，Mn 0.76％，Cr 0.13％，P0.010％，S 0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
（1）试样在880℃保温0.5h后，淬入流动的水中；然后在450℃下回火，保温2.5h后空冷至室温。
（2）选取试样轧制方向的横截面进行切割、镶嵌；然后依次在120#、320#、600#、1100#金相水砂纸上研磨；再先后用5.0μm和1.0μm 金刚石抛光剂（水作润滑剂）抛光至样品光亮无划痕。
（3）室温下，在100ml饱和苦味酸溶液中加入2g十二烷基苯磺酸钠，搅拌直至完全溶解后滴入2滴3.5%的CuCl2溶液，配制成浸蚀液。
（4）金相样品检测面朝上放入上述浸蚀液中静置2.5min后取出，用脱脂棉蘸酒精擦拭、水洗、吹干；试样清晰地显示出了奥氏体晶界。
实施例5：本弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法具体如下所述。
60Si2Mn试样化学成分为（wt）：C 0.60％，Si 1.72％，Mn 0.77％，Cr 0.14％，P0.015％，S 0.008％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
（1）试样在900℃保温0.75h后，淬入流动的水中；然后在400℃下回火，保温3h后空冷至室温。
（2）选取试样轧制方向的横截面进行切割、镶嵌；然后依次在100#、220#、600#、1000#金相水砂纸上研磨；再先后用7.0μm和1.5μm 金刚石抛光剂（水作润滑剂）抛光至样品光亮无划痕。
（3）室温下，在100ml饱和苦味酸溶液中加入2.5g十二烷基苯磺酸钠，搅拌直至完全溶解后滴入3滴2%的CuCl2溶液，配制成浸蚀液。
（4）金相样品检测面朝上放入上述浸蚀液中静置1min后取出，用脱脂棉蘸酒精擦拭、水洗、吹干；试样清晰地显示出了奥氏体晶界。

Claims (4)

1.一种弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法，其特征在于，其方法步骤为：（1）将试样放入在850℃～900℃保温0.5～1h，然后以完全硬化的冷却速度淬火；冷却后，再将试样在400℃～600℃下回火保温1～3h，冷却，即可得到淬硬试样；
（2）所述淬硬试样选取轧制方向的横截面进行切割、镶嵌；然后用金相水砂纸进行研磨，最后进行抛光；即可得到金相样品；
（3）在烧杯内加入100ml饱和苦味酸溶液中加入2～3g十二烷基苯磺酸钠，搅拌直至完全溶解后滴入1～3滴2～5%的CuCl2溶液，配制成浸蚀液；
（4）室温下，将金相样品在所述浸蚀液中静置1～3min后取出，清洗、干燥后，即可用金相显微镜观测晶粒度。
2.根据权利要求1所述的弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法，其特征在于：所述步骤（2）中，依次用80#～120#、220#～320#、600#～800#和1000#～1200#的金相水砂纸由粗至细进行研磨。
3.根据权利要求1所述的弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法，其特征在于：所述步骤（2）中，先后用3.5～7.0μm和1～2.5μm的金刚石抛光剂进行抛光。
4.根据权利要求1、2或3所述的弹簧钢奥氏体晶粒的检测显示方法，其特征在于：所述步骤（4）中，金相样品检测面朝上静置在浸蚀液中。
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