CN110487985B - 一种低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法，属于显微组织测量技术领域，解决了现有技术中下列问题：高温金相显微镜观察奥氏体晶粒尺寸的原位变化部分晶界过宽、不明显；直接淬硬法使用的苦味酸有毒；腐蚀剂的配比和腐蚀时间需要反复摸索，效果不理想。本发明的测量方法的步骤为：低合金钢的试样制备；在高温金相显微镜中进行试样的分段热处理及原位组织观察；采用扫描电镜观察奥氏体晶粒尺寸的分布以及金相组织形貌，同时对每个样品在相同倍数下选取10～15个不同的位置进行图像采集；通过等效圆法或者截线法获取晶粒尺寸分布以及平均晶粒尺寸信息。本发明实现了低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的有效测量。

Description

一种低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法
技术领域
本发明涉及显微组织测量技术领域，尤其涉及一种低合金钢热处理 过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法。
背景技术
低合金高强钢的强度和韧性与有效晶粒尺寸有非常重要的影响关 系，通常把热处理淬火前的原始奥氏体尺寸定义为有效晶粒尺寸，因此 精准控制和测量热处理过程的奥氏体晶粒尺寸变化，可以更好的设计材 料的性能。
目前观察不同热处理制度下的低合金高强钢的原始奥氏体晶粒尺 寸，最常用的方法是直接淬硬法，其主要流程是通过Gleeble热模拟设备 进行加热淬火后获得马氏体，再使用苦味酸试剂腐蚀以显示原始奥氏体 的晶界。但是直接淬硬法获取原始奥氏体晶粒尺寸存在以下的问题：首 先，对于不同成分的钢，其苦味酸和洗涤剂的配比需要多次尝试；腐蚀 时间也需要反复摸索，腐蚀时间过长容易变黑，时间过短晶界容易不明 显；且大多数时候晶界并不能完全显现，效果不理想；此外，因为苦味 酸有毒，目前受市场管制，无获取渠道，且暂无其他试剂可以替代。因 此需要一种更加方便、环保和直观的方法对奥氏体晶粒尺寸变化进行观 察。
高温金相显微镜虽然可以原位观察高温加热和冷却过程中的组织演 变情况，但是对于奥氏体晶粒尺寸的原位变化也存在部分晶界过宽、不 明显的问题。此外，当热处理温度接近Ac3时，容易产生黑斑，影响晶 粒尺寸观察。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种低合金钢热处理过程奥氏体 晶粒尺寸的测量方法。至少能够解决以下技术问题之一：(1)现有技术 中，高温金相显微镜观察奥氏体晶粒尺寸过程中，奥氏体晶粒尺寸的原 位变化存在部分晶界过宽、不明显的问题；(2)直接淬硬法使用的苦味 酸有毒，不环保；(3)直接淬硬法使用的苦味酸和洗涤剂的配比和腐蚀时间需要反复摸索，腐蚀时间过长容易变黑，时间过短晶界容易不明显； 且大多数时候晶界并不能完全显现，效果不理想。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方 法，测量方法的步骤为：
步骤S1、低合金钢的试样制备；
步骤S2、在高温金相显微镜中进行试样的分段热处理及原位组织观 察；
步骤S3、采用扫描电镜观察奥氏体晶粒尺寸的分布以及金相组织形 貌，同时对每个样品在相同倍数下选取10～15个不同的位置进行图像采 集；
步骤S4、采用软件，导入步骤S3中采集的图片，通过等效圆法或者 截线法获取晶粒尺寸分布以及平均晶粒尺寸信息。
在一种可能的设计中，步骤S2中的分段热处理的步骤包括：将制备 好的试样放入高温金相显微镜，抽真空，然后进行第一段加热，第一段 加热以V1的加热速度将试样加热到T1；第二段加热以V2的加热速度将 试样加热到T2；第三段加热以V3的加热速度将试样加热到T3，然后以V4的冷却速度冷却至室温。
在一种可能的设计中，步骤S2中，试样加热到T3后，在T3温度保 温20～30min。
在一种可能的设计中，V1＝V3，V2>V1。
在一种可能的设计中，V1为100～120℃/min；V2为450～500℃/min。
在一种可能的设计中，T3与T2的温度差为100℃。
在一种可能的设计中，V4为150～200℃/min。
在一种可能的设计中，步骤S1中低合金钢的试样制备的步骤包括： 将低合金钢加工成圆柱形试样；并依次用320、600、1000目的砂纸逐级 打磨，其中每道砂纸打磨的过程中每打磨5～8s后将样品转90°继续打磨； 接着将样品抛光，抛光后使用浓度为95％的工业酒精将试样进行表面清 洗并吹干。
在一种可能的设计中，低合金钢的成分以质量百分比计为：C： 0.05～0.10％、Si：0.15～0.30％、Mn：0.55～0.65％、Ni：1.5～2.5％、Cr：0.5～0.8％、 Mo：0.15～0.25％、Cu：1.0～1.5％、Nb：0.015～0.025％、Ti：0.01～0.02％。
在一种可能的设计中，低合金钢的成分以质量百分比计为：C：0.05％、 Si：0.2％、Mn：0.6％、Ni：2.0％、Cr：0.6％、Mo：0.2％、Cu：1.2％、 Nb：0.02％、Ti：0.015％。
本发明至少可实现如下有益效果之一：
(1)本发明提供的低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法 通过将高温金相显微镜和扫描电镜结合使用，不需要使用苦味酸，更加 环保，更易操作，不需要反复摸索腐蚀剂的配比和腐蚀时间，效率高， 并且获得的奥氏体的晶界非常清晰和完整，统计更加方便，且能够同时 观察淬火后的组织，方便研究奥氏体晶粒尺寸对淬火组织的影响。
(2)本发明提供的低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法 采用分段热处理，其中第一段加热为预热阶段，升温速度缓慢，能够保 证加热设备的寿命；第二段加热为快速加热，升温速度最大，在确保不 影响组织变化的条件下显著提高效率；通过第三段加热的缓慢升温能够 保证获得的奥氏体演变过程更接近实际的效果。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优 选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且， 部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本 发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容来实 现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制， 在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1分段热处理的热处理制度曲线；
图2实施例1中的试样加热到850℃保温20min后高温金相显微镜 观察到的组织情况；
图3实施例2中的试样加热到900℃保温20min后高温金相显微镜 观察到的组织情况；
图4对比例2中的试样加热到1000℃保温20min淬火后，经过苦味 酸腐蚀后获得的原始奥氏体晶粒情况；
图5实施例1中的试样850℃保温20min并冷却后，扫描电镜观察 到的组织情况；
图6实施例2中的试样900℃保温20min并冷却后，扫描电镜观察 到的组织情况；
图7实施例3中的试样1000℃保温20min并冷却后，扫描电镜观察 到的组织情况；
图8实施例3中的试样1000℃保温20min热处理后，获得的奥氏体 晶粒尺寸分布和平均晶粒尺寸；
图9低合金钢随温度变化的奥氏体平均晶粒尺寸变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本 申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用 于限定本发明的范围。
本发明的实施例和对比例采用的低合金钢的成分以质量百分比计 为：C：0.05～0.10％、Si：0.15～0.30％、Mn：0.55～0.65％、Ni：1.5～2.5％、 Cr：0.5～0.8％、Mo：0.15～0.25％、Cu：1.0～1.5％、Nb：0.015～0.025％、 Ti：0.01～0.02％。
一种低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法，该测量方法 包括如下步骤：
步骤S1、低合金钢的试样制备；
步骤S2、在高温金相显微镜中进行试样的分段热处理及原位组织观 察；
步骤S3、采用扫描电镜观察奥氏体晶粒尺寸的分布以及金相组织形 貌，同时对每个样品在相同倍数下选取10～15个不同的位置进行图像采 集；
步骤S4、采用Image Pro软件，导入步骤S3中采集的图片，通过等 效圆法或者截线法获取晶粒尺寸分布以及平均晶粒尺寸等信息。
为了制得观察面光滑的试样，步骤S1中的试样制备具体过程为：先 将低合金钢加工成Ф7×3mm的圆柱形试样；并依次用320、600、1000目 的砂纸逐级打磨，其中每道砂纸打磨的过程中每打磨5～8s后将样品转 90°继续打磨，以防磨得不平；接着将样品抛光，抛光剂粒度选择1.5μm； 抛光后使用浓度为95％的工业酒精将试样进行表面清洗并吹干，保证观 察面光洁、无划痕、无污渍。
步骤S2中分段热处理的具体步骤为：将制备好的试样放入高温金相 显微镜，抽真空，然后进行第一段加热，第一段加热以V1的加热速度将 试样加热到T1；接着进行第二段加热，第二段加热以V2的加热速度将试 样快速加热到T2；最后进行第三段加热，第三段加热以V3的加热速度将 试样缓慢加热到T3，在T3温度保温20～30min后，以V4的冷却速度进行 冷却至室温。
步骤S2中，由于抽真空时间过短时，容易导致试样表面在高温加热 过程中产生氧化，从而影响实验效果；抽真空时间过长时，影响工作效 率，增加设备损耗，因此，控制抽真空时间为20～30min。
具体的，分段热处理中V1＝V3，V2>V1，例如V1和V3为 100～120℃/min，优选的，V1和V3为100℃/min；V2为450～500℃/min， 优选的，V2为500℃/min；V4为150～200℃/min，优选的，V4为200℃/min； 分段热处理中，第一段加热为预热阶段，升温速度缓慢，能够保证加热设备的寿命；第二段加热为快速加热，升温速度最大，在确保不影响组 织变化的条件下显著提高效率；通过第三段加热的缓慢升温能够保证获 得的奥氏体演变过程更接近实际的效果。
具体的，T1为200～250℃，T3与T2的温度差为100℃。
为了清楚地观察试样的奥氏体晶粒尺寸的变化，步骤S2中，热处理 开始之前调整高温金相显微镜并进行对焦，选择视场倍数为1000～2000 倍；然后点击开始执行加热、保温、冷却过程，通过高温金相显微镜实 时同步地原位观察试样在加热和保温过程中的奥氏体晶粒尺寸的变化， 并保存全流程组织演变过程的视频以及固定间隔时间的视场截图。
步骤S3中扫描电镜观察奥氏体晶粒尺寸的分布的具体步骤为：将高 温金相显微镜中进行过热处理的试样，使用浓度为95％的工业酒精进行 表面冲洗并吹干,将样品用导电胶固定在扫描电镜的样品台上，装入舱室， 在光镜模式下调整亮度对比度后调焦，待图像清晰后切换成电子成像； 用背散射电子模式对奥氏体晶粒分布进行图像采集，根据晶粒尺寸大小， 一般选择视场倍数1000～2000倍，优选2000倍；每个样品在相同倍数下 选取10～15个不同的位置进行图像采集，用于后期晶粒尺寸的统计；由 于试样表面没有进行腐蚀，观察金相组织形貌的具体步骤为：将扫描电 镜切换到背散射电子模式或二次电子像模式，放大倍数至1000～2000倍， 观察加热奥氏体化并冷却后获得的组织形貌，且可清晰观察到组织中原 始奥氏体遗留下来的晶界。
实施例1
本发明的一个具体实施例公开了一种低合金钢热处理过程奥氏体晶 粒尺寸的测量方法，本发明的实施例采用的低合金钢的成分以质量百分 比计为：C：0.05％、Si：0.2％、Mn：0.6％、Ni：2.0％、Cr：0.6％、Mo： 0.2％、Cu：1.2％、Nb：0.02％、Ti：0.015％；此种低合金钢在使用时通 常需要在850-1000℃之间进行热处理并淬火，以获得细小的有效晶粒尺寸，确保材料的强韧性。因而精准掌握温度和时间对该材料奥氏体晶粒 尺寸的影响，能够更好控制此种材料的性能。
低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法包括如下步骤：
步骤S1、低合金钢的试样制备；先将低合金钢加工成Ф7×3mm的圆 柱形试样；并依次用320、600、1000目的砂纸逐级打磨，其中每道砂纸 打磨的过程中每打磨5～8s后将样品转90°继续打磨，以防磨得不平；接 着将样品抛光，抛光剂粒度选择1.5μm；抛光后使用浓度为95％的工业 酒精将试样进行表面清洗并吹干，保证观察面光洁、无划痕、无污渍。
步骤S2：在高温金相显微镜中进行试样的分段热处理及原位组织观 察；分段热处理的热处理制度曲线如图1中的曲线(a)所示，为：将制 备好的试样放入高温金相显微镜，抽真空20min，然后进行第一段加热， 第一段加热以100℃/min的加热速度将试样加热到200℃；接着进行第二 段加热，第二段加热以500℃/min的加热速度将试样快速加热到750℃； 最后再以100℃/min的加热速度加热到目标温度850℃；在目标温度保温 20min后，以200℃/min的冷却速度进行冷却。调整对焦，选择视场倍数 为1100倍；点击开始执行热处理制度的加热、保温、冷却过程，实时同 步地通过高温金相显微镜原位观察试样在加热到850℃保温20min的热 处理过程中奥氏体晶粒尺寸的变化，并保存全流程组织演变过程的视频以及固定间隔时间的视场截图，试样在加热到850℃保温20min后高温金 相显微镜观察到的组织情况如图2所示。
步骤S3、采用扫描电镜观察奥氏体晶粒尺寸的分布以及金相组织形 貌，同时对每个样品在相同倍数下选取10～15个不同的位置进行图像采 集；具体的，将高温金相显微镜中进行过热处理的试样，使用浓度为95％ 的工业酒精进行表面冲洗并吹干,将样品用导电胶固定在扫描电镜的样品 台上，装入舱室，在光镜模式下调整亮度对比度后调焦，待图像清晰后 切换成电子成像；用背散射电子模式对奥氏体晶粒分布进行图像采集， 选择视场倍数2000倍；每个样品在相同倍数下选取15个不同的位置进 行图像采集，用于后期晶粒尺寸的统计，扫描电镜下背散射电子模式下 观察到的样品组织如图5所示；由于试样表面没有进行腐蚀，观察金相 组织形貌的具体步骤为：将扫面电镜切换到二次电子像模式或背散射电 子模式，放大倍数至1000～2000倍，观察加热奥氏体化并冷却后获得的 组织形貌，可清晰观察到组织中原始奥氏体遗留下来的晶界。
步骤S4、采用Image Pro软件，导入步骤S3中采集的图片，通过等 效圆法统计了上千个晶粒的尺寸后，最终得到850℃保温20min后获得的 平均奥氏体晶粒尺寸为6.84μm。
实施例2
本发明的一个具体实施例公开了一种低合金钢热处理过程奥氏体晶 粒尺寸的测量方法，本发明的实施例采用的低合金钢的成分以质量百分 比计为：C：0.05％、Si：0.2％、Mn：0.6％、Ni：2.0％、Cr：0.6％、Mo： 0.2％、Cu：1.2％、Nb：0.02％、Ti：0.015％；此种低合金钢在使用时通 常需要在850-1000℃之间进行热处理并淬火，以获得细小的有效晶粒尺寸，确保材料的强韧性。因而精准掌握温度和时间对该材料奥氏体晶粒 尺寸的影响，能够更好控制此种材料的性能。
低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法包括如下步骤：
步骤S1、低合金钢的试样制备；先将低合金钢加工成Ф7×3mm的圆 柱形试样；并依次用320、600、1000目的砂纸逐级打磨，其中每道砂纸 打磨的过程中每打磨5～8s后将样品转90°继续打磨，以防磨得不平；接 着将样品抛光，抛光剂粒度选择1.5μm；抛光后使用浓度为95％的工业 酒精将试样进行表面清洗并吹干，保证观察面光洁、无划痕、无污渍。
步骤S2：在高温金相显微镜中进行试样的分段热处理及原位组织观 察；分段热处理的热处理制度曲线如图1中的曲线(b)所示，为：将制 备好的试样放入高温金相显微镜，抽真空20min，然后进行第一段加热， 第一段加热以100℃/min的加热速度将试样加热到200℃；接着进行第二 段加热，第二段加热以500℃/min的加热速度将试样快速加热到800℃； 最后再以100℃/min的加热速度加热到目标温度900℃；在目标温度保温20min后，以200℃/min的冷却速度进行冷却。调整对焦，选择视场倍数 为1100倍；点击开始执行热处理制度的加热、保温、冷却过程，实时同 步地通过高温金相显微镜原位观察试样在加热到900℃保温20min的热 处理过程中奥氏体晶粒尺寸的变化，并保存全流程组织演变过程的视频以及固定间隔时间的视场截图，试样在加热到900℃保温20min后高温金 相显微镜观察到的组织情况如图3所示。
步骤S3、采用扫描电镜观察奥氏体晶粒尺寸的分布以及金相组织形 貌，同时对每个样品在相同倍数下选取10～15个不同的位置进行图像采 集；具体的，将高温金相显微镜中进行过热处理的试样，使用浓度为95％ 的工业酒精进行表面冲洗并吹干,将样品用导电胶固定在扫描电镜的样品 台上，装入舱室，在光镜模式下调整亮度对比度后调焦，待图像清晰后 切换成电子成像；用背散射电子模式对奥氏体晶粒分布进行图像采集， 选择视场倍数2000倍；每个样品在相同倍数下选取15个不同的位置进 行图像采集，用于后期晶粒尺寸的统计，扫描电镜下背散射电子模式下 观察到的样品组织如图6所示；由于试样表面没有进行腐蚀，观察金相 组织形貌的具体步骤为：将扫面电镜切换到二次电子像模式或背散射电 子模式，放大倍数至1000～2000倍，观察加热奥氏体化并冷却后获得的 组织形貌，且可清晰观察到组织中原始奥氏体遗留下来的晶界。
步骤S4、采用Image Pro软件，导入步骤S3中采集的图片，通过等 效圆法统计了上千个晶粒的尺寸后，最终得到900℃保温20min后获得的 平均奥氏体晶粒尺寸为8.34μm。
实施例3
本发明的一个具体实施例公开了一种低合金钢热处理过程奥氏体晶 粒尺寸的测量方法，本发明的实施例采用的低合金钢的成分以质量百分 比计为：C：0.05％、Si：0.2％、Mn：0.6％、Ni：2.0％、Cr：0.6％、Mo：0.2％、Cu：1.2％、Nb：0.02％、Ti：0.015％；此种低合金钢在使用时通 常需要在850-1000℃之间进行热处理并淬火，以获得细小的有效晶粒尺寸，确保材料的强韧性。因而精准掌握温度和时间对该材料奥氏体晶粒 尺寸的影响，能够更好控制此种材料的性能。
低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法包括如下步骤：
步骤S1、低合金钢的试样制备；先将低合金钢加工成Ф7×3mm的圆 柱形试样；并依次用320、600、1000目的砂纸逐级打磨，其中每道砂纸 打磨的过程中每打磨5～8s后将样品转90°继续打磨，以防磨得不平；接 着将样品抛光，抛光剂粒度选择1.5μm；抛光后使用浓度为95％的工业 酒精将试样进行表面清洗并吹干，保证观察面光洁、无划痕、无污渍。
步骤S2：在高温金相显微镜中进行试样的分段热处理及原位组织观 察；分段热处理的热处理制度曲线如图1中的曲线(c)所示，为：将制 备好的试样放入高温金相显微镜，抽真空20min，然后进行第一段加热， 第一段加热以100℃/min的加热速度将试样加热到200℃；接着进行第二 段加热，第二段加热以500℃/min的加热速度将试样快速加热到900℃； 最后再以100℃/min的加热速度加热到目标温度1000℃；在目标温度保 温20min后，以200℃/min的冷却速度进行冷却。调整对焦，选择视场 倍数为1100倍；点击开始执行热处理制度的加热、保温、冷却过程，实 时同步地通过高温金相显微镜原位观察试样在加热到1000℃保温20min 的热处理过程中奥氏体晶粒尺寸的变化，并保存全流程组织演变过程的视频以及固定间隔时间的视场截图。
步骤S3、采用扫描电镜观察奥氏体晶粒尺寸的分布以及金相组织形 貌，同时对每个样品在相同倍数下选取10～15个不同的位置进行图像采 集；具体的，将高温金相显微镜中进行过热处理的试样，使用浓度为95％ 的工业酒精进行表面冲洗并吹干，将样品用导电胶固定在扫描电镜的样 品台上，装入舱室，在光镜模式下调整亮度对比度后调焦，待图像清晰 后切换成电子成像；用背散射电子模式对奥氏体晶粒分布进行图像采集， 选择视场倍数2000倍；每个样品在相同倍数下选取15个不同的位置进 行图像采集，用于后期晶粒尺寸的统计，扫描电镜下二次电子像模式下 观察到的样品组织如图7所示；由于试样表面没有进行腐蚀，观察金相 组织形貌的具体步骤为：将扫面电镜切换到二次电子像模式，放大倍数 至1000～2000倍，观察加热奥氏体化并冷却后获得的组织形貌，可清晰 观察到组织中原始奥氏体遗留下来的晶界。
步骤S4、采用Image Pro软件，导入步骤S3中采集的图片，通过等 效圆法统计了上千个晶粒的尺寸，晶粒尺寸分布情况如图8所示，晶粒 尺寸在1-37μm范围内呈正态分布，最终得到1000℃保温20min后获得 的平均奥氏体晶粒尺寸为14.24μm。
根据实施例1-3，最终获得随温度变化的奥氏体晶粒尺寸变化曲线， 如图9所示。根据该曲线，可以看到当温度超过1000℃时奥氏体晶粒尺 寸长大速度会变快，因而辅助判断低合金钢的最佳热处理温度在 850～950℃之间。
对比例1
本对比例采用传统的低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方 法，本对比例采用的低合金钢的成分以质量百分比计为：C：0.05％、Si： 0.2％、Mn：0.6％、Ni：2.0％、Cr：0.6％、Mo：0.2％、Cu：1.2％、Nb： 0.02％、Ti：0.015％；将低合金钢加工成Ф7×3mm的圆柱形试样；并用砂 纸逐级打磨、抛光并吹干，保证观察面光洁、无划痕、无污渍；将两个 制备好的试样分别放入高温金相显微镜，抽真空20min，设置热处理制度 为：第一段加热以100℃/min的加热速度将试样加热到200℃；第二段加 热以500℃/min的加热速度将试样分别快速加热到750℃或800℃；最后 再以100℃/min的加热速度加热到目标温度850℃或900℃；在目标温度 保温20min后，以200℃/min的冷却速度进行冷却至室温，如图1中曲 线(a)(b)所示。然后对高温金相显微镜进行调整对焦，选择视场倍数为 1100倍；点击开始执行热处理制度的加热、保温、冷却过程，通过高温 金相显微镜原位观察两个试样分别在热处理加热到850℃和900℃保温 20min的过程中奥氏体晶粒尺寸的变化，如图2和图3所示。可以发现， 由于加热温度接近Ac3温度，单独用高温金相显微镜观察时，金相组织 上面有黑斑，无法从该高温金相的微观组织照片去获取奥氏体晶粒尺寸。
对比例2
将对比例1的低合金钢加工成Ф7×7mm的圆柱形试样，在Gleeble 热模拟机上将试样加热到1000℃保温20min后进行淬火处理，然后进行 表面抛磨后，利用苦味酸试剂进行腐蚀，冲洗和吹干；最后使用金相显 微镜观察原始奥氏体组织情况，如图4所示。可以发现，通过本流程获 得的奥氏体晶界不完整，不利于晶粒尺寸的精准统计。
通过对比实施例1-3与对比例1-2得出，本发明提供的低合金钢热处 理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法通过将高温金相显微镜和扫描电镜结 合使用，不需要使用苦味酸，更加环保，更易操作，不需要反复尝试， 效率高，并且获得的奥氏体的晶界非常清晰和完整，统计更加方便，且 能够同时观察淬火后的组织，方便研究奥氏体晶粒尺寸对淬火组织的影 响。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围 并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范 围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法，其特征在于，所述低合金钢的成分以质量百分比计为：C：0.05～0.10％、Si：0.15～0.30％、Mn：0.55～0.65％、Ni：1.5～2.5％、Cr：0.5～0.8％、Mo：0.15～0.25％、Cu：1.0～1.5％、Nb：0.015～0.025％、Ti：0.01～0.02％；
所述测量方法的步骤为：
步骤S1、低合金钢的试样制备；
步骤S2、在高温金相显微镜中进行试样的分段热处理及原位组织观察；
步骤S3、采用扫描电镜观察奥氏体晶粒尺寸的分布以及金相组织形貌，同时对每个样品在相同倍数下选取10～15个不同的位置进行图像采集；
步骤S4、采用软件，导入步骤S3中采集的图片，通过等效圆法或者截线法获取晶粒尺寸分布以及平均晶粒尺寸信息；
所述步骤S2中的分段热处理的步骤包括：将制备好的试样放入高温金相显微镜，抽真空，抽真空时间为20～30min；然后进行第一段加热，第一段加热以V1的加热速度将试样加热到T1；第二段加热以V2的加热速度将试样加热到T2；第三段加热以V3的加热速度将试样加热到T3，然后以V4的冷却速度冷却至室温；V1＝V3，V2>V1；T1为200～250℃；
所述步骤S2中，试样加热到T3后，在T3温度保温20～30min；
V1为100～120℃/min；V2为450～500℃/min；
T3与T2的温度差为100℃；
V4为150～200℃/min。
2.根据权利要求1所述的低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法，其特征在于，所述步骤S1中低合金钢的试样制备的步骤包括：将低合金钢加工成圆柱形试样；并依次用320、600、1000目的砂纸逐级打磨，其中每道砂纸打磨的过程中每打磨5～8s后将样品转90°继续打磨；接着将样品抛光，抛光后使用浓度为95％的工业酒精将试样进行表面清洗并吹干。
3.根据权利要求1所述的低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法，其特征在于，所述低合金钢的成分以质量百分比计为：C：0.05～0.10％、Si：0.15～0.30％、Mn：0.55～0.6％、Ni：1.5～2.5％、Cr：0.5～0.8％、Mo：0.15～0.25％、Cu：1.0～1.5％、Nb：0.015～0.025％、Ti：0.01～0.02％。
4.根据权利要求1所述的低合金钢热处理过程奥氏体晶粒尺寸的测量方法，其特征在于，所述低合金钢的成分以质量百分比计为：C：0.05％、Si：0.2％、Mn：0.6％、Ni：2.0％、Cr：0.6％、Mo：0.2％、Cu：1.2％、Nb：0.02％、Ti：0.015％。
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