CN109470538B - 一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，除试样制备、试样打磨、试样抛光和试样腐蚀步骤外，还包括试样水洗、试样干燥和试样检测步骤，本发明采用彩色金相腐蚀方法，可在光学显微镜下仅通过观察金相结构图中的不同颜色，即可分辨出等温淬火贝氏体钢中马氏体组织和下贝氏体组织及其大概含量，直观、快速、清晰，定性检测效率高，可广泛应用于生产检验及失效分析领域；此外，本发明无需借助电子显微镜，操作简便，检测成本降低。

Description

一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法
技术领域
本发明涉及一种定性鉴别的方法，具体涉及一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，属于材料内部结构观测技术领域。
背景技术
金属材料的性能取决于其微观组织，金相组织可以反映金属金相的具体形态，在掌握微观组织的基础上，通过调整工艺参数，可以达到控制和优化产品品质的目的，因此，制备出能真实、清晰反映微观组织的金相成为材料研究的基础。随着各行业对等温淬火贝氏体钢优点的认知，贝氏体钢的应用也越来越普遍，对等温淬火贝氏体钢工件的技术要求也相应提高，因此，在等温淬火贝氏体钢生产过程、特别是热处理过程中，等温淬火贝氏体钢金相组织的检验及鉴别要求也相应提高。
现有等温淬火贝氏体钢金相组织显示方法是将金相试样经硝酸酒精腐蚀后，直接放在光学显微镜下观测，呈现的金相图谱为黑白两色，如图1所示，不能直观、清晰地鉴别出等温淬火贝氏体钢各基体组织及其具体形态，需要花费较多时间仔细比对、分析。特别地，图1中示出，马氏体组织与下贝氏体组织在光学显微镜下均呈针状，难以辨别和区分，需要进一步借助电子显微镜进行碳化物形态的观测分析，定性检测效率低，设备投入成本高且操作复杂。因此，如何克服上述缺陷，设计出一种可以快速、清晰、定性鉴别等温淬火贝氏体钢金相组织的方法，就成为本领域内工作人员亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于现有技术存在上述缺陷，为此，本发明提供一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，以解决上述至少一个问题。
本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：
本发明揭示了一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，包括以下步骤：
S1试样制备，从等温淬火贝氏体钢工件上切取立方体结构的试样，并选取所述试样的一个平面作为金相组织观测平面；
S2试样打磨，采用金相试样预磨机对步骤S1中制备好的试样金相观测平面进行打磨处理，直至金相观测平面无明显划痕；
S3试样抛光，采用抛光机对步骤S2中经打磨处理后的试样金相观测平面进行机械抛光，直至金相观测平面上光亮且无污染点；
S4试样腐蚀，将步骤S3中经机械抛光后的试样置于装有腐蚀液的腐蚀容器中充分浸蚀，直至金相观测平面的表面呈淡蓝色；
S5试样水洗，取出步骤S4中经腐蚀后的试样，水洗后用酒精擦拭；
S6试样干燥，取出步骤S5中经水洗后的试样，风机吹干或自然晾干；
S7试样检测，将步骤S6中干燥后试样的金相观测平面置于光学显微镜下，观测试样金相组织。
进一步地，步骤S4中所述腐蚀液为新鲜配置的偏重亚硫酸钠溶液，其中，偏重亚硫酸钠与蒸馏水的质量比1：10。
进一步地，步骤S2中所述打磨机为砂纸打磨机，所述砂纸打磨机的转速为600r/min-800r/min，打磨过程中依次采用粒度为100#、240#、600#和1000#的金相砂纸进行打磨。
进一步地，步骤S3中所述抛光机的转速为1000r/min-1400r/min，抛光时间为10min-20min。
进一步地，步骤S4中浸蚀时间为5s-25s。
进一步地，所述浸蚀时间为20s。
进一步地，步骤S5中所述试样置于水浴中清洗或在流动水下冲洗。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下的优点：
本发明提供的等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，可在光学显微镜下仅通过观察金相结构图中的不同颜色，即可分辨出等温淬火贝氏体钢中马氏体组织和下贝氏体组织及其大概含量，直观、快速、清晰，定性检测效率高，可广泛应用于生产检验及失效分析领域；此外，本发明无需借助电子显微镜，操作简便，检测成本降低。
附图说明
通过阅读下文具体实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出具体实施方式的目的，而并不认为是对发明的限制。在附图中：
图1是本发明的流程图；
图2是现有技术中贝氏体钢金相试块经4％硝酸酒精腐蚀后在500倍光学显微镜下的金相结构图；
图3是本发明实施例在500倍光学显微镜下的金相结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细的说明。所述实施例的示例在附图中示出，在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，旨在用于解释本发明，而不构成为对本发明的限制。
一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1试样制备，采用金相切割机从等温淬火贝氏体钢工件上横向切取立方体结构的试样，并选取所述试样的一个平面作为金相组织观测平面。该步骤中，制样人员应避免因过热而烧伤。
S2试样打磨，采用金相试样预磨机对步骤S1中制备好的试样金相观测平面进行打磨处理，直至金相观测平面无明显划痕。该步骤中可用砂纸打磨机，砂纸打磨机的转速为600r/min-800r/min，打磨过程中依次采用粒度为100#、240#、600#和1000#的水砂纸打磨至试样金相观测平面光亮，备用。
S3试样抛光，采用抛光机对步骤S2中经打磨处理后的试样金相观测平面进行机械抛光，直至金相观测平面光亮且无污染点。该步骤中，抛光机的转速为1000r/min-1400r/min，抛光时间为10min-20min。
试样抛光后，配置偏重亚硫酸钠溶液作为腐蚀剂，其中，偏重亚硫酸钠与蒸馏水的质量比1：10。腐蚀剂应保证新鲜，一般保质期为一周。
S4试样腐蚀，将步骤S3中经机械抛光后的试样置于装有上述腐蚀剂的腐蚀容器中充分浸蚀5s-25s，直至金相观测平面的表面呈现淡蓝色。
S5试样水洗，将步骤S4中经腐蚀后的试样水洗去除杂质后，再用酒精擦拭。该步骤中，可将试样置于水浴中清洗或在流动的水下冲洗。
S6试样干燥，取出步骤S5中经水洗后的试样，风机吹干或自然晾干。
S7试样检测，将步骤S6中干燥后试样的金相观测平面置于光学显微镜下，观测试样金相组织。
实施例
S1试样制备，采用金相切割机从等温淬火贝氏体钢工件上切取立方体结构的试样，并选取所述试样的一个平面作为金相组织观测平面。
S2试样打磨，采用砂纸打磨机并依次选用粒度为100#、240#、600#和1000#的金相砂纸，对步骤S1中制备好的试样金相观测平面进行打磨处理，直至金相观测平面无明显划痕，所述砂纸打磨机的转速为700r/min。
S3试样抛光，采用抛光机对步骤S2中经打磨处理后的试样金相观测平面进行机械抛光，直至金相观测平面光亮且无污染点，所述抛光机的转速为1200r/min，抛光时间为15min。
S4试样腐蚀，将步骤S3中经机械抛光后的试样置于装有新鲜配置的偏重亚硫酸钠溶液(偏重亚硫酸钠与蒸馏水的质量比1：10)的腐蚀容器中充分浸蚀20s，浸蚀期间需不断晃动腐蚀液以腐蚀均匀，直至金相观测平面的表面呈现淡蓝色。
S5试样水洗，将步骤S4中经腐蚀后的试样置于流动的水下冲洗以去除杂质后，再用酒精擦拭。
S6试样干燥，取出步骤S5中经水洗后的试样，无尘条件下用风机吹干。
S7试样检测，将步骤S6中干燥后试样的金相观测平面置于500倍光学显微镜下，观测试样金相组织。如图3所示，其中，马氏体组织呈淡黄色，下贝氏体组织呈淡蓝色，直观且易于分辨。
本发明提供的等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，除包括试样制备、试样打磨、试样抛光、试样腐蚀步骤外，还包括试样水洗、试样干燥和试样检测步骤，其中试样腐蚀步骤主要利用新鲜配置的偏重亚硫酸钠溶液(偏重亚硫酸钠与蒸馏水的质量比1：10)进行彩色金相腐蚀，不同的金相组织在在光学显微镜下呈现不同的色彩，马氏体组织呈淡黄色，下贝氏体组织呈淡蓝色。本发明可在光学显微镜下仅通过观察金相结构图中的不同颜色从而可以快速、定性鉴别等温淬火贝氏体钢中不易区分的马氏体组织和下贝氏体组织及其大概含量，直观、清晰，定性检测效率高，可快速判断出该批次进行热处理工序的等温淬火贝氏体钢工件是否合格，可广泛应用于生产检验及失效分析领域。此外，本发明无需借助电子显微镜，操作简便，检测成本降低。
应该注意的是，上述实施例是对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，单词“包括”不排除存在未列在权利要求中的数据或步骤。

Claims (6)

1.一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1试样制备，从等温淬火贝氏体钢工件上切取立方体结构的试样，并选取所述试样的一个平面作为金相组织观测平面；
S2试样打磨，采用金相试样预磨机对步骤S1中制备好的试样金相观测平面进行打磨处理，直至金相观测平面无明显划痕；
S3试样抛光，采用抛光机对步骤S2中经打磨处理后的试样金相观测平面进行机械抛光，直至金相观测平面上光亮且无污染点；
S4试样腐蚀，将步骤S3中经机械抛光后的试样置于装有腐蚀液的腐蚀容器中充分浸蚀，直至金相观测平面的表面呈淡蓝色；所述腐蚀液为新鲜配置的偏重亚硫酸钠溶液，其中，偏重亚硫酸钠与蒸馏水的质量比1：10，浸蚀时间为5s-25s；
S5试样水洗，取出步骤S4中经腐蚀后的试样，水洗后用酒精擦拭；
S6试样干燥，取出步骤S5中经水洗后的试样，风机吹干或自然晾干；
S7试样检测，将步骤S6中干燥后试样的金相观测平面置于光学显微镜下，观测试样金相组织。
2.根据权利要求1所述的一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，其特征在于，步骤S2中所述预 磨机为砂纸打磨机，所述砂纸打磨机的转速为600r/min-800r/min，打磨过程中依次采用粒度为100#、240#、600#和1000#的金相砂纸进行打磨。
3.根据权利要求1所述的一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，其特征在于，步骤S3中所述抛光机的转速为1000r/min-1400r/min，抛光时间为10min-20min。
4.根据权利要求1所述的一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，其特征在于，所述浸蚀时间为20s。
5.根据权利要求1所述的一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，其特征在于，步骤S5中所述试样置于水浴中清洗或在流动水下冲洗。
6.一种等温淬火贝氏体钢金相组织的定性鉴别方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1试样制备，采用金相切割机从等温淬火贝氏体钢工件上横向切取立方体结构的试样，并选取所述试样的一个平面作为金相组织观测平面；
S2试样打磨，采用砂纸打磨机并依次选用粒度为100#、240#、600#和1000#的金相砂纸，对步骤S1中制备好的试样金相观测平面进行打磨处理，直至金相观测平面无明显划痕，所述砂纸打磨机的转速为700r/min；
S3试样抛光，采用抛光机对步骤S2中经打磨处理后的试样金相观测平面进行机械抛光，直至金相观测平面光亮且无污染点，所述抛光机的转速为1200r/min，抛光时间为15min；
S4试样腐蚀，将步骤S3中经机械抛光后的试样置于装有偏重亚硫酸钠溶液的腐蚀容器中充分浸蚀20s，直至金相观测平面的表面呈现淡蓝色，所述偏重亚硫酸钠溶液中偏重亚硫酸钠与蒸馏水的质量比1：10；
S5试样水洗，将步骤S4中经腐蚀后的试样置于流动水下冲洗，并用酒精擦拭；
S6试样干燥，取出步骤S5中经水洗后的试样，风机吹干；
S7试样检测，将步骤S6中吹干后试样的金相观测平面置于光学显微镜下，观测试样金相组织。
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