CN113884428A - 轴承钢铸态枝晶组织的腐蚀剂及显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轴承钢铸态枝晶组织的腐蚀剂及显示方法，所述腐蚀剂由过饱和苦味酸水溶液和洗洁精按100ml:0.6g～1.2g比例加入配制而成；枝晶组织的显示方法包括样品制备、腐蚀剂制备、枝晶腐蚀和金相显微镜观察。腐蚀剂配制简单，枝晶显示方法稳定可靠，操作简单，可实现对轴承钢铸态枝晶组织的腐蚀和显示。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种轴承钢铸态枝晶组织的腐蚀剂及显示方法。
背景技术
枝晶间距是指相邻同次枝晶间的垂直距离，是树枝晶组织细化程度的表征，其可以指导确定连铸工艺参数，同时可以控制C、P元素的偏析程度。枝晶的大小和形态对凝固组织的性能有很大的影响，它的大小是树枝晶细化的表征。枝晶间距越小，组织越致密，分布于期间的化学元素偏析范围也就越小。表征树枝晶的特征尺寸主要包括一次枝晶间距（λ1）和二次枝晶间距（λ2），其数值随着凝固过程的进行而逐渐增大，在凝固结束时达到最大。它的大小与组织中的显微偏析、夹杂物、微裂纹和疏松等缺陷的产生有着密切的联系，同时对溶质的微观偏析和宏观偏析具有重要影响，将最终影响到成材的机械性能、耐腐蚀性能和可锻造性。
枝晶的晶间距大小对钢材使用等性能都有着非常重要的现实意义，清晰地显示枝晶间距并能准确地测量，有利于对生产工艺的改进提供指导依据。
申请号为201510761131.6的专利申请公开了一种高碳钢连铸方坯枝晶组织的腐蚀剂及腐蚀方法，其包括苦味酸2%～5%，氯化亚铜0.5%～1%，其余为蒸馏水；腐蚀时间为15～20min；该腐蚀剂配方复杂，腐蚀时间长，同时腐蚀后还需进行抛光，抛光程度掌握难度大，对生产研究不利。
为了对轴承钢铸态枝晶晶间距较系统的研究，需要探索一种易配比、易掌握、易操作、易显示、时间短、不需要腐蚀后抛光，方便快捷可靠的腐蚀剂和显示方法。
发明内容
本发明的目的提供了一种轴承钢铸态枝晶组织的腐蚀剂及显示方法，所提供的腐蚀剂配制简单，显示方法易操作、时间短、方便快捷可靠。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
轴承钢铸态枝晶组织的腐蚀剂，其由过饱和苦味酸水溶液和洗洁精按100ml:0.6g～1.2g比例配制而成。
轴承钢铸态枝晶组织的显示方法，其如下步骤：
（1）样品制备：将连铸坯加工成约（30～80）mm×(15～20)mm×（10～15）mm大小，对试样进行磨削、抛光处理，其表面粗糙度要求同金相试样一致；
（2）腐蚀剂制备：配制过饱和苦味酸水溶液，然后向其中加入洗洁精，过饱和苦味酸与洗洁精的比例为100ml:0.6g～1.2g，混合搅拌均匀；
（3）枝晶腐蚀：将制备好的试样放在制备好的腐蚀剂中，腐蚀面置于腐蚀剂中，并进行轻轻晃动，腐蚀时间2-5min；腐蚀完后将样品取出，冲洗、吹干；
（4）将试样放置金相显微镜观察即可。
本发明所示的轴承钢铸态枝晶组织的显示方法，其中：所述抛光处理所用喷雾剂选择为3μm、5μm或7μm。
本发明所述过饱和苦味酸制备方法如下：配制浓度为6%的苦味酸水溶液，加热到沸腾，然后冷却至70℃～80℃保温，保温过程中出现结晶状苦味酸，即达到过饱和状态。
本发明所述洗洁精为市售洗洁精，如立白洗洁精。
本发明的有益效果在于：本发明能清晰显示枝晶间距，主要是用于公司生产的轴承钢枝晶显示，从而能对枝晶晶间距准确测量，通过枝晶间距的大小可以指导公司连铸工艺参数，同时枝晶间距大小可以控制C、P元素的偏析程度。枝晶间距越小，组织越致密，分布于期间的化学元素偏析范围也就越小。通过测定生产的连铸坯的一次枝晶间距（λ1）和二次枝晶间距（λ2），从而为工艺调整提供可靠的数据，实施有效减小枝晶间距的措施，并验证措施是否有效，从而指导生产工艺的调整，提高产品质量，减少组织的显微偏析、钢中夹杂物、减少微裂纹和疏松等缺陷的产生，同时也对控制溶质的微观偏析和宏观偏析具有重要影响，将最终影响到成材的机械性能、耐腐蚀性能和可锻造性，从而生产出优质的轴承钢。
同时此显示方法与以往的显示方法存在快、好、省、方便的特点。如：现有枝晶腐蚀剂其溶液配方复杂（腐蚀剂：苦味酸2%～5%， 氯化亚铜0. 5%～1%，其余为蒸馏水），腐蚀时间长（15-20min），同时腐蚀后还需要再进行抛光（如申请号为CN201510761131.6的申请文件提供的技术方案），抛光程度掌握难度大，对生产研究不利；而本方法配比简单（过饱和苦味酸，洗洁精）、易掌握、易操作、易显示、时间短（3-5min）、不需要腐蚀后抛光，方便快捷可靠的腐蚀剂和显示方法。
本发明提供的腐蚀剂配制简单，枝晶显示方法稳定可靠，操作简单，可实现对轴承钢铸态枝晶组织的腐蚀和显示。
附图说明
图1为实施例1显示的枝晶组织。
图2为实施例2显示的枝晶组织。
图3为实施例3显示的枝晶组织。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
φ600mm GCr15轴承钢连铸圆坯铸态枝晶的腐蚀剂及显示方法，具体步骤如下：
（1）样品制备：将连铸坯加工成约60mm×20mm×15mm大小，腐蚀面60mm×20mm采用80#砂轮磨平，再依次采用200#、500#、800#砂纸磨平，采用金刚石抛光喷雾剂3μm抛光，待用；
（2）腐蚀剂制备：采用100ml烧杯，加入50ml水，加入3g苦味酸，加热到沸腾，然后冷却至78℃保温，保温过程中出现结晶状苦味酸，即达到过饱和状态；按100ml:0.6g比例向其中加入洗洁精，混合搅拌均匀；
（3）枝晶腐蚀：将制备好的试样放入制备好的腐蚀剂中，戴好防护手套，手持试样将其腐蚀面置于腐蚀剂中，并进行轻轻晃动，保证赶走腐蚀面上的气泡，腐蚀时间3min；腐蚀完后将样品取出，采用清水冲洗，然后在采用酒精冲洗干净，吹干；
（4）将试样放置金相显微镜观察即可获得清晰的轴承钢枝晶组织，见图1。
实施例2
φ450mm GCr15SiMn轴承钢连铸圆坯铸态枝晶的腐蚀剂及显示方法，具体步骤如下：
（1）样品制备：将连铸坯加工成约40mm×20mm×15mm大小，腐蚀面40mm×30mm采用80#砂轮磨平，再依次采用200#、500#、800#砂纸磨平，采用金刚石抛光喷雾剂7μm抛光待用。
（2）腐蚀剂制备：采用100ml烧杯，加入50ml水，加入3g苦味酸，加热到沸腾，然后冷却至80℃保温，保温过程中出现结晶状苦味酸，即达到过饱和状态，按100ml:1.0g比例向其中加入洗洁精，混合搅拌均匀；
（3）枝晶腐蚀：将制备好的试样放入制备好的腐蚀剂中，戴好防护手套，手持试样将其腐蚀面置于腐蚀剂中，并进行轻轻晃动，保证赶走腐蚀面上的气泡，腐蚀时间5min；腐蚀完后将样品取出，采用清水冲洗，然后在采用酒精冲洗干净，吹干；
（4）将试样放置金相显微镜观察即可获得清晰的轴承钢枝晶组织，见图2。
实施例3
φ550mm GCr15轴承钢连铸圆坯铸态枝晶的腐蚀剂及显示方法，具体步骤如下：
（1）样品制备：将连铸坯加工成约30mm×15mm×10mm大小，腐蚀面30mm×15mm采用80#砂轮磨平，再依次采用200#、500#、800#砂纸磨平，采用金刚石抛光喷雾剂5μm抛光待用。
（2）腐蚀剂制备：采用100ml烧杯，加入50ml水，加入3g苦味酸，加热到沸腾，然后冷却至70℃保温，保温过程中出现结晶状苦味酸，即达到过饱和状态，按100ml: 1.2g比例向其中加入洗洁精，混合搅拌均匀；
（3）枝晶腐蚀：将制备好的试样放入制备好的腐蚀剂中，戴好防护手套，手持试样将其腐蚀面置于腐蚀剂中，并进行轻轻晃动，保证赶走腐蚀面上的气泡，腐蚀时间2min；腐蚀完后将样品取出，采用清水冲洗，然后在采用酒精冲洗干净，吹干；
（4）将试样放置金相显微镜观察即可获得清晰的轴承钢枝晶组织，见图3。
Claims (3)
1.轴承钢铸态枝晶组织的腐蚀剂，其特征在于，所述腐蚀剂由过饱和苦味酸水溶液和洗洁精按100ml:0.6g～1.2g比例配制而成。
2.轴承钢铸态枝晶组织的显示方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
（1）样品制备：将连铸坯加工成约（30～80）mm×(15～20)mm×（10～15）mm大小，对试样进行磨削、抛光处理，其表面粗糙度要求同金相试样一致；
（2）腐蚀剂制备：配制过饱和苦味酸水溶液，然后向其中加入洗洁精，过饱和苦味酸与洗洁精的比例为100ml:0.6g～1.2g，混合搅拌均匀；
（3）枝晶腐蚀：将制备好的试样放在制备好的腐蚀剂中，腐蚀面置于腐蚀剂中，并进行轻轻晃动，腐蚀时间2-5min；腐蚀完后将样品取出，冲洗、吹干；
（4）将试样放置金相显微镜观察即可。
3.如权利要求2所示的轴承钢铸态枝晶组织的显示方法，其特征在于：所述抛光处理所用喷雾剂选择为3μm、5μm或7μm。
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