[發明專利]用于EBSD測試的42CrMo鋼鑄輾成形環件試樣的制備方法

在審

• 申請號: 201710264728.9
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106896009A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 秦芳誠;李永堂;齊會萍;高原
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學;太原科技大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 王思俊

技術領域

本發明屬于環件成形過程電鏡樣品制備技術領域，具體涉及用于EBSD測試的42CrMo鋼鑄輾成形環件試樣的制備方法。

背景技術

42CrMo鋼是一種中碳低合金高強度鋼，具有良好的淬透性、塑韌性及蠕變性能，廣泛用于航空航天、船舶和國防裝備等重大工業領域的軸承套圈關鍵承載件。隨著中小型軸承環件(外徑小于200mm)冷輾擴技術和大型軸承環件(外徑200mm以上)熱輾擴技術的發展，42CrMo鋼環坯由于熱輾擴變形而沿其徑向壁厚方向具有很強的各向異性力學性能，這主要與輾擴過程中形成的織構類型有關。因此，采用電子背散射衍射(Electron Backscatter Diffraction, EBSD)技術研究軸承環件用42CrMo鋼材料在輾擴過程中的織構形成和轉變，以及揭示如再結晶織構、剪切織構和形變織構等類型的織構成為亟待解決的問題。

用于EBSD測試的42CrMo鋼樣品必須保證無表面應力層（彈、塑性應力），平整度和光潔度高，目前機械拋光方法無法做到這一點，并且存在制備周期長、花樣識別率低等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于EBSD測試的42CrMo鋼鑄輾成形環件試樣的制備方法，可以有效解決現有技術存在的問題。

本發明是這樣實現的，其特征在于包括以下工藝步驟：

(1) 切割試件單元體Q：如圖1、2所示，利用數控慢走絲線切割機在42CrMo鋼鑄輾成形環件高度方向的中部截面沿徑向壁厚方向在不同位置切割出試件單元體Q₁、Q₂、Q₃，試件單元體的形狀為如圖3所示的長方體，該長方體的長度c=5~8mm、寬度k=3~4mm、高度h=2~3mm，試件單元體Q₁、Q₂、Q₃的中心距環件外表面的距離分別為S₁=B/4、S₂=B/2、S₃=3B/4，B為環件的壁厚，所使用的電極絲直徑為0.15mm；

(2) 研磨：在自動磨拋機上依次用200#、400#、800#、1200#和2000#水砂紙研磨試樣，直至試樣表面光潔度為12~13級，控制水的流速為65~90g/min；

(3) 超聲波清洗：把研磨后的試樣放入盛無水乙醇的燒杯中，利用超聲波清洗儀清洗8~12min，然后快速吹干；

(4) 配制電解拋光液：將高氯酸HClO₄和乙醇C₂H₅OH以體積比為5~8：92~95的比例進行混合；

(5) 電解拋光：采用自制的簡易電解拋光裝備進行拋光實驗，如圖4所示，以42CrMo鋼試樣1為陽極，與直流穩壓電源2正極相連，42CrMo鋼試樣1的待拋光面朝下，以不銹鋼電解槽3為陰極，與直流穩壓電源2負極相連，將配制好的電解拋光液4倒入不銹鋼電解槽3中，電解過程中需保持試樣水平、平穩，不銹鋼電解槽3放置在具有絕緣功能的工作臺板5上，電解電壓為25~30V，電流為0.6~0.8 mA，電解時間為50~60 s，溫度為20~30℃；

(6) 清洗：電解結束后用鑷子夾住試樣依次放入4~5個分別盛一定量無水乙醇的燒杯中清洗，清洗過程中不斷晃動試樣，徹底清除試樣表面殘留的電解液，然后用吹風機冷風吹干，用濾紙包好防止試樣表面氧化；

(7) 預觀察：在金相顯微鏡下觀察試樣表面呈暗亮狀，被輕微侵蝕并隱約可見晶界，得到可用于電子背散射衍射(EBSD)測試的42CrMo鋼鑄輾成形環件樣品。

本發明的優點及有益效果是：本發明結構簡單，易操作，電解拋光液配制方便，電解槽可以用不銹鋼易拉罐制作，投資小，取材方便，技術合理，拋光快捷，制備出的42CrMo鋼EBSD試樣無表面應力層、清潔、光滑，試樣表面呈暗亮狀，被輕微侵蝕并隱約可見晶界，如圖5所示，在掃描電鏡上安裝的電子背散射衍射(EBSD)系統下進行選區觀察時花樣識別率高，得到清晰的晶界取向成像圖，如圖6所示。

附圖說明

圖1為42CrMo鋼鑄輾成形環件尺寸標識圖；

圖2為42CrMo鋼試件單元體取樣示意圖；

圖3為試件單元體外形尺寸標識圖；

圖4為電解拋光裝置的示意圖；

圖5為42CrMo鋼試樣的金相顯微照片；

圖6為42CrMo鋼試樣的EBSD晶界取向成像圖；