[發明專利]顯示珠光體狀態的GCr15SiMn鋼原始奧氏體晶粒的方法

有效

• 申請號: 201310482098.4
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103512792A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 張丹;劉雅政;周樂育;韓強;霍朝霞
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01N1/32
• 分類號: G01N1/32;G01N1/44
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明涉及屬于金相制備技術領域，特別涉及一種利用熱處理及水浴腐蝕的方法對珠光體狀態GCr15SiMn鋼原始奧氏體晶粒進行顯示處理的方法。

背景技術

鋼的原始奧氏體晶粒尺寸和均勻程度是影響鋼的力學性能的重要指標之一。GCr15SiMn鋼屬于高碳鉻軸承鋼，原始奧氏體晶粒尺寸對其力學性能和疲勞壽命有重要的影響，因此研究不同加熱溫度和保溫時間對原奧氏體晶粒尺寸是一項重要的工作；對于軋制后發生了動態和靜態再結晶的奧氏體晶粒尺寸的研究也是必不可少的。因此準確顯示鋼的原始奧氏體晶粒具有重要的意義。目前，已有學者研究了奧氏體晶粒度顯示方法，常用的有氧化法、網狀鐵素體法、網狀珠光體法、網狀滲碳體法和晶界腐蝕法，其中晶界腐蝕法比較常用，效果較好。

但是，晶界腐蝕法等顯示方法，主要針對室溫組織為馬氏體組織的鋼，原因是從奧氏體狀態淬火到馬氏體，原奧氏體晶界的不均勻性得以保留，再利用一定的腐蝕劑，可以將其腐蝕出來。但是針對室溫組織為珠光體組織的鋼，由于共析轉變屬于平衡相變，相變過程中原奧氏體晶界被弱化，因此利用常規的方法難以將其顯示出來。由于GCr15SiMn鋼的軋材組織為珠光體，難以用常規的腐蝕方法將原始奧氏體晶粒顯示出來，這將使得對于軋材的原始奧氏體組織的研究變得困難。

發明內容

本發明涉及一種用于顯示珠光體組織狀態GCr15SiMn鋼原始奧氏體晶粒的方法，解決研究GCr15SiMn高碳鉻軸承鋼珠光體組織難以顯示其奧氏體晶粒的問題。

本發明通過熱處理、粗磨試樣、細磨試樣、拋光和腐蝕四步完成具有珠光體形態的GCr15SiMn鋼原奧氏體晶界的顯示顯示處理，包括如下步驟：

（1）將材料加工成規則形狀的試樣，然后將試樣置入升至預定溫度的加熱爐中，保溫預定時間后進行淬火處理，待試樣完全冷卻后取出來；

（2）對熱處理后的試樣進行粗磨；

（3）對粗磨后的試樣進行細磨和拋光；

（4）采用腐蝕液對所述拋光試樣進行反復的浸蝕和拋光，待奧氏體晶粒逐漸清晰之后進行清洗，吹干。

進一步的，所述步驟（1）中熱處理方法為800~850℃時，保溫10~30min。

進一步的，所述步驟（1）中，淬火處理的淬火溫度為800~850℃，淬火介質為水。

進一步的，所述步驟（2）中粗磨磨料為砂紙，其中，砂紙粒度為400目~1200目，間隔200目，沿同一方向研磨之后要將試樣旋轉90°后再進行研磨。

進一步的，所述步驟（3）中細磨磨料為砂紙，粒度范圍為1500~2000目；拋光在拋光布上進行，拋光劑采用粒度為2.5μm金剛石拋光膏，用水做潤滑劑，最后將拋光好的試樣拋干。

進一步的，所述步驟（4）中將裝有腐蝕液的燒杯放入40℃~50℃的水浴爐中加熱，溫度均勻后再將試樣拋光面朝上放入腐蝕液中熱腐蝕15~30min，當試樣表面出現鐵銹色，用水清洗后，在拋光機上用拋光布輕拋，并放入少量粒度為2.5μm金剛石拋光膏，將鐵銹色拋去，再繼續放入溶液中腐蝕5min。試樣經過反復的輕拋和腐蝕，每次腐蝕5min，直到輕拋后試樣表面為暗亮色，并在顯微鏡下可以觀察到較為清晰的原始奧氏體組織為止。

優選的，所述步驟（4）中將裝有腐蝕液的燒杯放入40℃的水浴爐中加熱，溫度均勻后再將試樣拋光面朝上放入腐蝕液中熱腐蝕30min，當試樣表面出現鐵銹色，用水清洗后，在拋光機上用拋光布輕拋，并放入少量粒度為2.5μm金剛石拋光膏，將鐵銹色拋去，再繼續放入溶液中腐蝕5min。試樣經過反復的輕拋和腐蝕，每次腐蝕5min，直到輕拋后試樣表面為暗亮色時，在顯微鏡下觀察，就可以觀察到較為清晰的原始奧氏體組織。

所述步驟（4）中所用腐蝕液的成分及質量比范圍為：蒸餾水：2,4,6-三硝基苯酚（苦味酸）：月桂醇硫酸酯鈉：十二烷基苯磺酸鈉：三氯化鐵=200:(10~15):(2~6):(1~3):(0.5~1.5)。

所述步驟（4）中所用腐蝕液的配制方法為取干凈容器，首先加入蒸餾水，然后置入40℃的水浴爐中保溫，當水溫達到40℃時，再加入2,4,6-三硝基苯酚（苦味酸），攪拌均勻，保證2,4,6-三硝基苯酚在蒸餾水中過飽和，及燒杯底部有未溶2,4,6-三硝基苯酚存在，然后再加入月桂醇硫酸酯鈉和十二烷基苯磺酸鈉，最后加入三氯化鐵，攪拌均勻得到所述腐蝕液。

由于試樣在腐蝕過程中要消耗2,4,6-三硝基苯酚，燒杯底部過飽和的2,4,6-三硝基苯酚可以保證試樣的腐蝕持續進行。