RU2449258C1 - Способ исследования поверхности разрушения стали методом растровой электронной микроскопии - Google Patents
Способ исследования поверхности разрушения стали методом растровой электронной микроскопии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449258C1 RU2449258C1 RU2010152046/28A RU2010152046A RU2449258C1 RU 2449258 C1 RU2449258 C1 RU 2449258C1 RU 2010152046/28 A RU2010152046/28 A RU 2010152046/28A RU 2010152046 A RU2010152046 A RU 2010152046A RU 2449258 C1 RU2449258 C1 RU 2449258C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fracture
- electron microscopy
- steel
- etching
- investigating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
Использование: для исследования поверхности разрушения стали методом растровой электронной микроскопии. Сущность: заключается в том, что для выявления структурных составляющих на изломах стальных изделий выполняют травление излома в 3-4-процентном растворе азотной кислоты в этиловом спирте и исследование методом растровой электронной микроскопии характера выявленной на изломе микроструктуры, при этом перед травлением проводят замачивание излома в чистом этиловом спирте в течение не менее 10 минут. Технический результат: обеспечение возможности более четкого выявления микроструктуры на поверхности изломов. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области фрактографии и может быть использовано для выявления морфологии и тонкого строения структурных составляющих на изломах стальных изделий методом растровой электронной микроскопии, а также для диагностики характера разрушения стальных изделий.
Фрактография используется не только для анализа причин разрушения материалов, но и как средство контроля качества изделий, а также как метод изучения эксплуатационных свойств металлов и управления ими.
Известны фрактографические способы исследования металлов методом растровой электронной микроскопии (РЭМ), которые находят широкое применение для контроля качества металла и выяснения причин разрушения металлических изделий. Обычно исследуется свежая поверхность излома, на которой фактически не выявляются структурные составляющие металла, по которым произошло разрушение. Поэтому для повышения достоверности выводов, сделанных на основе таких исследований, необходимо дополнительное изучение структуры металла методами металлографии, просвечивающей электронной микроскопии и др. Металлографические исследования требуют специальной подготовки образцов и не дают жесткой привязки выявленной микроструктуры к конкретному участку поверхности излома [Энгель Л., Клингле Г. Растровая электронная микроскопия. Разрушение. Справочник. Перевод с немецкого. М.: Металлургия. 1986 г. стр.40-53].
Наиболее близким аналогом изобретения является способ исследования поверхности разрушения стали с грубопластинчатым перлитом - перлитной стали типа 65Г - посредством растровой электронной микроскопии (РЭМ) подтравленных изломов. Травление (подтравливание) изломов в 3-4-процентном растворе азотной кислоты в этиловом спирте, аналогично металлографическому травлению плоских шлифов, обнажает цементитную составляющую структуры стали и таким образом позволяет визуализировать ее на снимках РЭМ. Указанным способом можно не только оценивать размер и строение перлитных колоний и их связь с размером и формой элементов рельефа на поверхности излома, но и получать информацию о деформации и разрушении пластин цементита непосредственно в месте прохождения трещины. Известный способ позволяет однозначно связать результат фактографического и металлографического анализа непосредственно в месте прохождения трещины при разрушении.
[Изотов В.И., Киреева Е.Ю., Филиппов Г.А. Исследование методом растровой электронной микроскопии подтравленных поверхностей изломов перлитно-ферритной стали. // ФММ, 2005, т.100, №1, с.100-103 - прототип].
Однако известный способ исследования поверхности разрушения стали не пригоден для исследования изломов стали со структурой тонкопластинчатого перлита, а также для изучения особенностей разрушения углеродистой стали со структурами других типов (мартенситной, бейнитной).
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в расширении возможностей известного способа путем получения и исследования на поверхности разрушения стали рельефа от более сложных однофазных структур (тонкопластинчатого перлита, бейнита, отпущенного мартенсита), а также многофазных структур (феррито-перлитных, феррито-бейнитных и т.п.).
Технический результат изобретения заключается в реализации поставленной задачи.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе выявления структурных составляющих на изломах стальных изделий, включающем травление излома в 3-4-процентном растворе азотной кислоты в этиловом спирте и исследование методом растровой электронной микроскопии характера выявленной на изломе микроструктуры, согласно изобретению, перед травлением проводят замачивание излома в чистом этиловом спирте в течение не менее 10 минут.
Травление изломов осуществляют в 3-4% нитале. Поскольку время травления не превышает нескольких секунд, а выявляемые микроструктуры имеют гораздо более тонкую морфологию, чем грубопластинчатый перлит [прототип], для более четкого выявления микроструктуры на поверхности изломов необходимо обеспечить лучшую смачиваемость и объемное проникновение реактива во все неровности излома. Это достигается предварительным замачиванием образцов в чистом этиловом спирте не менее 10 мин. Время выдержки в этиловом спирте установлено экспериментально.
Предложенный способ изучения особенностей разрушения стали методом РЭМ травленных изломов, предварительно замоченных в этиловом спирте, дает возможность не только оценивать характер разрушения, но и наблюдать непосредственно на изломе структурные составляющие, подвергшиеся разрушению. Важным преимуществом предложенного способа является то, что на поверхности излома можно выявить как элементы микроструктуры (колонии, пакеты и др.), так и детали их внутренней структуры: пластины цементита в перлите, частицы карбидов в бейните и мартенсите. Причем детали разрушенной структуры можно наблюдать на поверхности излома любого типа - хрупкого, вязкого, усталостного и др.
Для пояснения изобретения ниже приведены конкретные примеры реализации изобретения со ссылками на фигуры, где
на фиг.1 представлена поверхность излома образца стали 65Г со структурой отпущенного мартенсита. Поверхность излома без травления. Снимок РЭМ;
на фиг.2 показана поверхность излома после травления с предварительным замачиванием в спирте образца стали 65Г со структурой отпущенного мартенсита. Снимок РЭМ;
на фиг.3 представлена двойникованная пластина мартенсита на грани зерна в месте прохождения трещины (фрагмент фиг.2). Снимок РЭМ.
Пример реализации изобретения.
Из промышленной стали базового состава С=0,65-0,75%, Mn=0,8-1,2% были изготовлены образцы на изгиб (типа KCU) и термически обработаны для получения необходимой структуры. Для получения мартенситной структуры образцы после аустенизации при 860°C 1 час закаливали и отпускали при 330°C, 2 часа, чтобы выделить карбиды (цементит). Разрушение образцов осуществляли ударным изгибом при +100°C, поверхность разрушения имела хрупкий излом.
Исследование методом РЭМ нетравленой поверхности излома стали со структурой отпущенного мартенсита показало межзеренное разрушение. На фасетках (границах бывших аустенитных зерен) отсутствует рельеф от кристаллов мартенсита и выделений цементита (фиг.1).
Травление излома в 3% нитале без предварительного замачивания в спирте приводит к увеличению длительности травления и излом перетравливается так, что на нем теряется первичный рельеф от разрушения.
Изломы травили в 3% нитале несколько секунд (5-10) после предварительного замачивания в этиловом спирте (~10 мин). Предварительное замачивание изломов обеспечивает лучшую смачиваемость и объемное проникновение реактива во все неровности поверхности. Далее методом РЭМ исследовалась морфология и тонкое строение структуры. На поверхности излома выявлен микрорельеф от мартенситной структуры (фиг.2). Одна из граней (фасеток разрушения) с пластинчатым кристаллом мартенсита, содержащим цементитные выделения по двойникам, представлена на фиг.3.
Заявленный способ фрактографического исследования был использован для диагностики разрушения железнодорожных колес, в частности, для выявления структуры, с которой начинается усталостное контактное разрушение.
Claims (1)
- Способ выявления структурных составляющих на изломах стальных изделий, включающий травление излома в 3-4-%-ном растворе азотной кислоты в этиловом спирте и исследование методом растровой электронной микроскопии характера выявленной на изломе микроструктуры, отличающийся тем, что перед травлением проводят замачивание излома в чистом этиловом спирте в течение не менее 10 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152046/28A RU2449258C1 (ru) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | Способ исследования поверхности разрушения стали методом растровой электронной микроскопии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152046/28A RU2449258C1 (ru) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | Способ исследования поверхности разрушения стали методом растровой электронной микроскопии |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2449258C1 true RU2449258C1 (ru) | 2012-04-27 |
Family
ID=46297582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010152046/28A RU2449258C1 (ru) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | Способ исследования поверхности разрушения стали методом растровой электронной микроскопии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2449258C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1418599A1 (ru) * | 1986-05-06 | 1988-08-23 | Предприятие П/Я А-1495 | Способ вы влени структурной полосчатости проката |
CN1916597A (zh) * | 2005-11-11 | 2007-02-21 | 太原钢铁(集团)有限公司 | 一种不锈钢显微组织的观察方法 |
RU2301981C1 (ru) * | 2005-10-07 | 2007-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ металлографического травления оловянистых бронз |
RU2301990C1 (ru) * | 2006-03-17 | 2007-06-27 | Общество с ограниченной ответсвенностью "БИТТЕХНИКА" (ООО "БИТТЕХНИКА") | Способ проявления дефектов на исследуемой поверхности изделий |
-
2010
- 2010-12-21 RU RU2010152046/28A patent/RU2449258C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1418599A1 (ru) * | 1986-05-06 | 1988-08-23 | Предприятие П/Я А-1495 | Способ вы влени структурной полосчатости проката |
RU2301981C1 (ru) * | 2005-10-07 | 2007-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ металлографического травления оловянистых бронз |
CN1916597A (zh) * | 2005-11-11 | 2007-02-21 | 太原钢铁(集团)有限公司 | 一种不锈钢显微组织的观察方法 |
RU2301990C1 (ru) * | 2006-03-17 | 2007-06-27 | Общество с ограниченной ответсвенностью "БИТТЕХНИКА" (ООО "БИТТЕХНИКА") | Способ проявления дефектов на исследуемой поверхности изделий |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Изотов В.И., Киреева Е.Ю., Филиппов Г.А. Исследование методом растровой электронной микроскопии подтравленных поверхностей изломов перлитно-ферритной стали, ФММ, 2005, т.100, №1, с.100-103. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101366375B1 (ko) | 내지연 파괴 특성이 우수한 고강도 강재와 고강도 볼트 및 그 제조 방법 | |
Genel et al. | Effect of ion nitriding on fatigue behaviour of AISI 4140 steel | |
Zhu et al. | Effect of retained austenite stability and morphology on the hydrogen embrittlement susceptibility in quenching and partitioning treated steels | |
Mohtadi-Bonab et al. | A focus on different factors affecting hydrogen induced cracking in oil and natural gas pipeline steel | |
Zhang et al. | Inclusion size evaluation and fatigue strength analysis of 35CrMo alloy railway axle steel | |
Misra et al. | Critical isothermal temperature and optimum mechanical behaviour of high Si-containing bainitic steels | |
EP3656886A1 (en) | Steel plate | |
Vetrone et al. | The characterization of deformation stage of metals using acoustic emission combined with nonlinear ultrasonics | |
Wang et al. | Grain refinement and microstructural evolution of grain boundary allotriomorphic ferrite/granular bainite steel after prior austenite deformation | |
Ghosh et al. | Nanolath martensite-austenite structures engineered through DQ&P processing for developing tough, ultrahigh strength steels | |
Schmid et al. | Effect of frequency and biofuel E85 on very high cycle fatigue behaviour of the high strength steel X90CrMoV18 | |
Singh et al. | Effect of heat treatment processes on the mechanical properties of AISI 1045 steel | |
Vetters et al. | Microstructure and fatigue strength of the roller-bearing steel 100Cr6 (SAE 52100) after two-step bainitisation and combined bainitic–martensitic heat treatment | |
RU2449258C1 (ru) | Способ исследования поверхности разрушения стали методом растровой электронной микроскопии | |
Zhang et al. | Influence of prior austenite deformation and non-metallic inclusions on ferrite formation in low-carbon steels | |
Misra et al. | Effects of microstructure on grain boundary segregation processes in low alloy steels | |
Proverbio et al. | Sub critical crack growth in hydrogen assisted cracking of cold drawn eutectoid steel | |
Li et al. | Acoustic emission study of the plastic deformation of quenched and partitioned 35CrMnSiA steel | |
Dollar et al. | The effect of cyclic loading on the dislocation structure of fully pearlitic steel | |
Sidhu et al. | Characterization of Isothermally Heat-Treated High Carbon Nanobainitic Steels | |
Singh et al. | Effect of soaking time and applied load on wear behavior of carburized mild steel | |
Dulucheanu et al. | The Influence of Ultrasounds on the Structure of some Low Carbon and Manganese Dual-Phase Steels | |
Wildeis et al. | Characterizing the Fatigue Damage in a Martensitic Spring Steel | |
Gür et al. | Investigating the microstructure-ultrasonic property relationships in steels | |
Krupp et al. | The potential of self-tempered martensite and bainite in improving the fatigue strength of thermomechanically processed steels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121222 |