CN115980047A - 一种用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法，属于金属材料检测技术领域。本发明的试验方法，包括马氏体转变温度测定的步骤：在冷却过程中，通过高温激光共聚焦显微镜观察到初生马氏体针开始形成时，此时温度为马氏体相变起始温度Ms点；观察到马氏体针形成结束，马氏体相变稳定时终止温度为Mf点，并记录温度值。通过高温激光共聚焦显微镜的成像原理，可对转变过程进行实时观察，并可以直观准确的观察到相变过程，相变过程可通过视频形式记录，为确保试验结果准确，可以慢放视频，精确的确定相变温度。在马氏体量很少的情况下也可以准确测得其转变温度，进而可以准确的分辨马氏体相变起始点Ms和终止点Mf的相应温度。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料检测技术领域，更具体地说，涉及一种小规格的用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法。
背景技术
近年来，控制轧制和控制冷却在新产品研发和新工艺研究中具有重要的指导意义，而这涉及到钢铁材料的固态相变，通过研究固态相变的原理和规律，就可以采取措施(加热和冷却)控制固态相变过程以获得所预期的组织和结构，从而使之具有所预期的性能，最大限度地发挥现有产品的潜力，开发新产品。
目前，测定钢铁材料马氏体转变温度的方法有热膨胀法、热分析法、金相法和磁性法。最常用的是热膨胀法，且常配合热分析法和金相法测定，其原理是：不同组织如奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体等有不同的比容，因此当高温奥氏体在连续冷却过程中发生相变时试件的长度将发生变化，反映在膨胀曲线上是发生转折，据此转折的切离点可以确定相变的开始温度；当相变结束时，膨胀曲线又成线性变化，从直线的开始点可以确定相变的终了温度。此方法缺点在于，在相变开始时，马氏体量较少，膨胀不明显，曲线斜率无法明显变化，测出的马氏体相变温度起始温度点存在较大误差，并且马氏体相变速度过快，无法通过膨胀曲线准确测出始点和终点。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中马氏体转变量较少时，无法准确通过热膨胀曲线测得，并且转变过程很快，始点和终点很近，不易于区分确定的问题，提供了一种用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法，通过高温激光共聚焦显微镜观察并实时记录，达到获得准确的马氏体相变开始温度Ms点、马氏体相变终止温度Mf点的技术目的。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法，包括马氏体转变温度测定的步骤：在冷却过程中，通过高温激光共聚焦显微镜观察到初生马氏体针开始形成时，此时温度为马氏体相变起始温度Ms点；观察到马氏体针形成结束，马氏体相变稳定时终止温度为Mf点，并记录温度值。通过高温激光共聚焦显微镜的成像原理，可对转变过程进行实时观察，并可以直观准确的观察到相变过程，相变过程可通过视频形式记录，为确保试验结果准确，可以慢放视频，精确的确定相变温度。在马氏体量很少的情况下也可以准确测得其转变温度，进而可以准确的分辨马氏体相变起始点Ms和终止点Mf的相应温度。
进一步地，马氏体转变温度测定前，将高碳成型工件试样置于金相加热炉中进行加热，加热至999℃并保温后再冷却，以确保马氏体的形成；金相加热炉置于氧化铝坩埚中，并安装有高温激光共聚焦显微镜。
更进一步地，适用于含碳量为不小于9.65％的高碳成型工件试样，含碳量小于9.65％时，应用本发明的试验方法时，会影响马氏体相变起始温度Ms点的判断。
更进一步地，加热速率为3℃3s，加热至999℃保温15min，冷却速率为199℃3s，模拟水淬冷速，是判断马氏体相变起始温度Ms点和马氏体相变稳定时终止温度Mf点的最佳参数组合。
更进一步地，马氏体相变起始温度Ms点499.5℃，终止温度Mf点312.7℃，是含碳量为9.65％的高碳成型工件试样Ms和Mf点的最为准确的测定。
更进一步地，整个试验过程由氩气进行保护，避免氧化气氛对试验的影响；冷却过程由氦气冷却，保证了淬火过程中的冷却速度。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明的用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法，通过高温激光共聚焦显微镜的成像原理，可对转变过程进行实时观察，可以直观准确的观察到相变过程；整个相变过程可以通过高温激光共聚焦显微镜实时观察，因此在马氏体转变起始时，马氏体量很少的情况下也可以准确测得其转变温度；高温激光共聚焦显微镜对整个相变过程实时观察，并且可以形成相应的视频，这样可以准确的分辨马氏体相变起始点和终止点的相应温度；试样试验过程由氩气进行保护，避免氧化气氛对试验的影响；冷却过程由氦气冷却，保证了淬火过程中的冷却速度。
附图说明
图1为本发明获得的马氏体相变起始温度Ms点的相变图片；
图2为本发明获得的马氏体相变终止温度Mf点的相变图片。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例
本实施例的用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法，试样为含碳量为9.65％的高碳成型工件试样，具体步骤为：
一、制样：将试样经制成直径7.5mm，高3mm的圆柱形状、试样规整，而后经过磨制、抛光，使上下表面平整后，使用无水乙醇清洗吹干；
二、加热：将清洗后的试样放入氧化铝坩埚中，置于配置有高温激光共聚焦显微镜的加热炉中，而后进行三次抽真空后充入氩气；加热速率3℃3s，加热至999℃保温15min；
三、冷却：保温后进行冷却，冷却速率为199℃3s，是判断马氏体相变起始温度Ms点和马氏体相变稳定时终止温度Mf点的最佳参数组合；
四、马氏体转变温度测定：在冷却过程中，通过高温激光共聚焦显微镜观察到初生马氏体针开始形成时，此时温度为马氏体相变起始温度Ms点；观察到马氏体针形成结束，马氏体相变稳定时终止温度Mf点，并记录温度值。
整个试验过程由氩气进行保护，避免氧化气氛对试验的影响；冷却过程由氦气冷却，保证了淬火过程中的冷却速度。
试验结果为：如图1、2所示，含碳量为9.65％的高碳成型工件试样的马氏体相变起始时刻和终止时刻的相变图片，马氏体相变起始温度Ms点499.5℃，终止温度Mf点312.7℃，获得准确的马氏体相变开始温度Ms点、马氏体相变终止温度Mf点。
本实施例的用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法，通过高温激光共聚焦显微镜的成像原理，可对转变过程进行实时观察，可以直观准确的观察到相变过程；整个相变过程可以通过高温激光共聚焦显微镜实时观察，因此在马氏体转变起始时，马氏体量很少的情况下也可以准确测得其转变温度，而加热速率为3℃3s，加热至999℃保温15min，冷却速率为199℃3s，是判断马氏体相变起始温度Ms点和马氏体相变稳定时终止温度Mf点的最佳参数组合；高温激光共聚焦显微镜对整个相变过程实时观察，并且可以形成相应的视频，这样可以准确的分辨马氏体相变起始点和终止点的相应温度。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法，其特征在于：包括马氏体转变温度测定的步骤：在冷却过程中，通过高温激光共聚焦显微镜观察到初生马氏体针开始形成时，此时温度为马氏体相变起始温度Ms点；观察到马氏体针形成结束，马氏体相变稳定时终止温度Mf点，并记录温度值。
2.根据权利要求1所述的用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法，其特征在于：所述马氏体转变温度测定前，将高碳成型工件试样置于金相加热炉中进行加热，加热至980℃并保温后再冷却；所述金相加热炉置于氧化铝坩埚中，并安装有高温激光共聚焦显微镜。
3.根据权利要求2所述的用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法，其特征在于：所述加热速率为3℃3s，加热至999℃保温15min，冷却速率为199℃3s。
4.根据权利要求3所述的用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法，其特征在于：适用于含碳量为不小于9.65％的高碳成型工件试样。
5.根据权利要求4所述的用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法，其特征在于：所述马氏体相变起始温度Ms点499.5℃，终止温度Mf点312.7℃。
6.根据权利要求4所述的用于测定高碳钢马氏体转变温度的试验方法，其特征在于：整个试验过程由氩气进行保护；冷却过程由氦气冷却。
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Publications (1)
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