CN118050237A - 一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法，属于金相分析领域。制备方法为：(1)取样；(2)镶嵌；(3)磨样；(4)粗抛光：将干净的抛光布平铺在抛光机上，几乎甩掉抛光布水分但保持微潮湿，将适量金刚石抛光膏分散涂抹在抛光布的四周，对金相试样进行抛光，直至试样表面无明显磨痕。(5)精抛光：将适量洗洁精分散涂抹在抛光布上，精抛至抛光面为镜面且无缺陷。(6)清洗：利用酒精把试样表面清洗干净，快速利用吹风机冷风吹干试样表面。(7)侵蚀观察。本发明具有显微组织准确、操作简单、经济实惠、适用范围较广等优点。
Description
技术领域
本发明属于金相分析领域，具体涉及一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法。
背景技术
金相分析是研究金属材料微观结构的基本且关键的手段之一，通过光学显微镜、扫描电子显微镜对金相试样进行检测得到金属材料的显微组织，进而分析组织-性能之间的关系，在高性能新材料的开发过程中起着不可替代的作用。因此，金相试样的制备极其关键。一般，金相试样的制备过程包括取样、镶嵌、磨样、抛光和腐蚀。其中，抛光是试样制备中的重要环节，抛光质量的好坏直接影响后续检测结果的准确性。一般抛光后对试样的要求是使磨面成为光滑镜面，磨面无污渍、划痕、多面、氧化物等容易造成假象的缺陷。
随着汽车轻量化技术发展的需求，汽车结构设计的日益复杂，对材料的成形性能要求越来越高，因此增强成形性高强钢成为钢铁企业和研究学者的开发热点。目前，有不少专利(CN112251668A、CN113528946A和CN113025886B等)和文献研究开发了一系列强度的增强成形性高强钢，但只关注了高性能材料的全流程制备工艺，忽视了材料的金相试样制备及分析，尤其是增强成形性高强钢利用传统金相制备方法在抛光过程中极易发生锈蚀产生大量含Fe、O的黑色产物，对金相分析带来了极大不便，然而现有制样技术繁琐且未涉及增强成形性高强钢的制样问题，因此急需开发一种高效、经济的企业和实验室用金相抛光制样方法。
发明内容
本发明提供了一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法，以通过高效、经济的方式解决金相试样制备过程中产生的缺陷。
为达到上述目的，本发明提供了一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法，包括以下步骤：
(1)取样：金相试样取样。
(2)镶嵌：增强成形性高强钢厚度较薄，通常需要镶嵌。利用酒精清洗试样，再利用金相镶嵌粉和镶嵌机将待观察试样制备成金相样品。
(3)磨样：依次采用240、600、1000、1500、2000目的砂纸湿磨试样直至试样出现方向一致且细小的划痕，湿磨采用的溶液为蒸馏水。
(4)粗抛光：将干净的抛光布平铺在抛光机上，几乎甩掉抛光布水分但保持微潮湿，将适量金刚石抛光膏分散涂抹在抛光布的四周，对金相试样进行抛光，直至试样表面无明显磨痕。
(5)精抛光：将适量洗洁精分散涂抹在抛光布上，精抛至抛光面为镜面且无缺陷。
(6)清洗：利用酒精把试样表面清洗干净，快速利用吹风机冷风吹干试样表面。
(7)侵蚀观察：采用4％的硝酸酒精溶液侵蚀试样表面至灰暗色，后用酒精将试样清洗干净，并采用吹风机冷风吹干后，在光学显微镜下观察。
进一步的，所述步骤(2)中，镶嵌温度控制在130～140℃左右，加热时间为10～15分钟，样品高度为10mm～15mm，具体高度根据个人适合拿取的高度为宜。
进一步的，所述步骤(3)中，金相磨制可采用机磨或手磨，当试样表面的磨痕均匀排布且方向一致时更换更细的砂纸，将金相试样旋转90°继续研磨，砂纸越细，用力越轻。
进一步的，所述步骤(4)中，抛光布采用呢绒抛光布，抛光膏选用粒度为W1.5-W2.5的金刚石抛光膏，抛光时间为1～3分钟。
进一步的，所述步骤(5)中，精抛光过程中，不需要换洗抛光布，不需要加蒸馏水或者酒精湿润抛光布、清洗试样，抛光时间为1～3分钟；洗洁精采用普通常用洗洁精，可以起到润滑作用缓解抛光布逐渐变大的摩擦力、清洗试样并形成一层保护膜隔绝空气防止试样锈蚀的作用。
本发明的有益效果在于：本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)本发明的制备方法解决了金相试样的锈蚀问题，有利于得到准确的显微组织，进一步提高了材料表征的精度。
(2)与现有的金相试样制样技术相比，本发明操作简单，经济实惠，易于实践，提高了金相试样制备效率。
(3)本发明的适用范围较广，可适用于一系列增强成形性高强钢金相试样的制备，为新材料的开发奠定基础。
附图说明
图1为传统金相制备方法制作的增强成形性高强钢热轧板金相试样；
图2为实例1制作的增强成形性高强钢热轧板金相试样；
图3为传统金相制备方法制作的DH1500钢退火板金相试样；
图4为实例2制作的DH1500钢退火板金相试样；
图5为传统金相制备方法制作的CH1200钢退火板金相试样；
图6为实例3制作的CH1200钢退火板金相试样。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
实施例1增强成形性高强钢热轧板
本实施例提供一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法，本实施例对增强成形性高强钢热轧板进行金相试样制备。材料化学成分组成：C：0.15％～0.25％、Si：0.40％～0.80％、Mn：2.00％～2.60％、Al：0.70％～1.00％、Cr：0％～1.00％、Mo：0％～0.40％、Nb：0％～0.06％、Ti：0％～0.06％，显微组织由铁素体、粒状贝氏体(第二相为退化珠光体和马奥岛)组成。
具体制备方法包括以下步骤：
(1)取样：金相试样取样。
(2)镶嵌：先利用酒精清洗试样，再利用金相镶嵌粉和镶嵌机将待观察试样镶成金相样品，镶嵌温度为135℃，加热时间为10分钟。
(3)磨样：依次采用240、600、1000、1500、2000目的砂纸湿磨试样直至试样出现方向一致且细小的划痕，湿磨采用的溶液为蒸馏水。每更换一张砂纸，将金相试样旋转90°研磨，砂纸越细，用力越轻。
(4)粗抛光：将干净的呢绒抛光布平铺在抛光机上，几乎甩掉抛光布水分但保持微潮湿，将适量粒度为W1.5的金刚石抛光膏分散涂抹在抛光布的四周，抛光时间为3分钟，直至试样表面无明显磨痕。
(5)精抛光：将适量洗洁精分散涂抹在抛光布上，抛光时间为2分钟，精抛至抛光面为镜面且无缺陷。
(6)清洗：利用酒精把试样表面清洗干净，快速利用吹风机冷风吹干试样表面。
(7)侵蚀观察：采用4％的硝酸酒精溶液侵蚀试样表面至灰暗色，后用酒精将试样清洗干净，并采用吹风机冷风吹干后，在光学显微镜下观察，结果如图1、表1所示。
表1
| 精抛光溶液 | 效果 | |
| 实施例 | 洗洁精 | 金相观察有极少锈蚀 |
| 比较例 | 蒸馏水 | 金相观察有很多锈蚀 |
实施例2DH1500钢退火板
本实施例提供一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法，本实施例对DH1500钢退火板进行金相试样制备。材料化学成分组成：C：0.16％～0.25％、Si：0.40％～0.80％、Mn：2.00％～2.60％、Al：0.70％～1.00％、Cr：0％～0.50％、Mo：0％～0.40％、Nb：0％～0.06％、Ti：0％～0.06％，显微组织由铁素体、马氏体和少量残余奥氏体组成。
具体制备方法包括以下步骤：
(1)取样：金相试样取样。
(2)镶嵌：先利用酒精清洗试样，再利用金相镶嵌粉和镶嵌机将待观察试样镶成金相样品，镶嵌温度为135℃，加热时间为10分钟。
(3)磨样：依次采用240、600、1000、1500、2000目的砂纸湿磨试样直至试样出现方向一致且细小的划痕，湿磨采用的溶液为蒸馏水。每更换一张砂纸，将金相试样旋转90°研磨，砂纸越细，用力越轻。
(4)粗抛光：将干净的呢绒抛光布平铺在抛光机上，几乎甩掉抛光布水分但保持微潮湿，将适量粒度为W2.5的金刚石抛光膏分散涂抹在抛光布的四周，抛光时间为3分钟，直至试样表面无明显磨痕。
(5)精抛光：将适量洗洁精分散涂抹在抛光布上，抛光时间为2分钟，精抛至抛光面为镜面且无缺陷。
(6)清洗：利用酒精把试样表面清洗干净，快速利用吹风机冷风吹干试样表面。
(7)侵蚀观察：采用4％的硝酸酒精溶液侵蚀试样表面至灰暗色，后用酒精将试样清洗干净，并采用吹风机冷风吹干后，在光学显微镜下观察，结果如图2、表2所示。
表2
| 精抛光溶液 | 效果 | |
| 实施例 | 洗洁精 | 金相观察有极少锈蚀 |
| 比较例 | 蒸馏水 | 金相观察有很多锈蚀 |
实施例3CH1200钢退火板
本实施例提供一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法，本实施例对CH1200钢退火板进行金相试样制备。材料化学成分组成：C：0.15％～0.20％、Si：0.40％～0.80％、Mn：2.00％～2.60％、Al：0.70％～1.00％、Cr：0.2％～1.00％、Mo：0％～0.40％、Nb：0.03％～0.06％、Ti：0％～0.06％，显微组织由铁素体、粒状贝氏体、马氏体和少量残余奥氏体组成。
具体制备方法包括以下步骤：
(1)取样：金相试样取样。
(2)镶嵌：先利用酒精清洗试样，再利用金相镶嵌粉和镶嵌机将待观察试样镶成金相样品，镶嵌温度为135℃，加热时间为10分钟。
(3)磨样：依次采用240、600、1000、1500、2000目的砂纸湿磨试样直至试样出现方向一致且细小的划痕，湿磨采用的溶液为蒸馏水。每更换一张砂纸，将金相试样旋转90°研磨，砂纸越细，用力越轻。
(4)粗抛光：将干净的呢绒抛光布平铺在抛光机上，几乎甩掉抛光布水分但保持微潮湿，将适量粒度为W2.5的金刚石抛光膏分散涂抹在抛光布的四周，抛光时间为2分钟，直至试样表面无明显磨痕。
(5)精抛光：将适量洗洁精分散涂抹在抛光布上，抛光时间为2分钟，精抛至抛光面为镜面且无缺陷。
(6)清洗：利用酒精把试样表面清洗干净，快速利用吹风机冷风吹干试样表面。
(7)侵蚀观察：采用4％的硝酸酒精溶液侵蚀试样表面至灰暗色，后用酒精将试样清洗干净，并采用吹风机冷风吹干后，在光学显微镜下观察，结果如图3、表3所示。
表3
| 精抛光溶液 | 效果 | |
| 实施例 | 洗洁精 | 金相观察有极少锈蚀 |
| 比较例 | 蒸馏水 | 金相观察有很多锈蚀 |
Claims (5)
1.一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法，其特征在于：
包括以下步骤：
(1)取样：金相试样取样；
(2)镶嵌：增强成形性高强钢厚度较薄，需要镶嵌；利用酒精清洗试样，再利用金相镶嵌粉和镶嵌机将待观察试样制备成金相样品；
(3)磨样：依次采用240、600、1000、1500、2000目的砂纸湿磨试样直至试样出现方向一致且细小的划痕，湿磨采用的溶液为蒸馏水；
(4)粗抛光：将干净的抛光布平铺在抛光机上，几乎甩掉抛光布水分但保持微潮湿，将适量金刚石抛光膏分散涂抹在抛光布的四周，对金相试样进行抛光，直至试样表面无明显磨痕；
(5)精抛光：将适量洗洁精分散涂抹在抛光布上，精抛至抛光面为镜面且无缺陷；
(6)清洗：利用酒精把试样表面清洗干净，快速利用吹风机冷风吹干试样表面；
(7)侵蚀观察：采用4％的硝酸酒精溶液侵蚀试样表面至灰暗色，后用酒精将试样清洗干净，并采用吹风机冷风吹干后，在光学显微镜下观察。
2.根据权利要求1所述的一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，镶嵌温度控制在130～140℃，加热时间为10～15分钟，样品高度为10mm～15mm，具体高度根据个人适合拿取的高度为宜。
3.根据权利要求1所述的一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，金相磨制采用机磨或手磨，当试样表面的磨痕均匀排布且方向一致时更换更细的砂纸，将金相试样旋转90°继续研磨，砂纸越细，用力越轻。
4.根据权利要求1所述的一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，抛光布采用呢绒抛光布，抛光膏选用粒度为W1.5-W2.5的金刚石抛光膏，抛光时间为1～3分钟。
5.根据权利要求1所述的一种防止增强成形性高强钢金相试样锈蚀的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，精抛光过程中，不需要换洗抛光布，不需要加蒸馏水或者酒精湿润抛光布、清洗试样，抛光时间为1～3分钟；洗洁精采用普通常用洗洁精，可以起到润滑作用缓解抛光布逐渐变大的摩擦力、清洗试样并形成一层保护膜隔绝空气防止试样锈蚀的作用。
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