[發明專利]高碳高合金模具鋼原奧氏體晶界的系統顯示方法

在審

• 申請號: 201710315356.8
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107121322A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 劉利剛;張超凡;于輝;翟建偉;王三眾;宮躍鳴;鄒海貝;劉入杰
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01N1/32
• 分類號: G01N1/32;G01N1/44;G01N21/85
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙)13116
• 代理人: 崔鳳英

技術領域

本發明屬于金相制備技術領域，尤其涉及一種高碳高合金模具鋼原奧氏體晶界的系統顯示方法。

背景技術

鋼的奧氏體晶粒尺寸是影響鋼的性能的主要指標之一，研究奧氏體晶粒尺寸對于鋼的生產過程及鋼的產品質量控制有重要意義。高碳高合金模具鋼具有有較高的硬度和一定的淬透深度，被廣泛應用于機械制造、無線電儀表、電機、電器等行業。由于含有大量鉻、錳、鉬等合金元素，高碳高合金模具鋼有較強的抗氧化和抗腐蝕能力，這種特性給從事金相觀察的工作人員帶來不便。

鋼鐵材料的晶粒度顯現一般采用體積分數為4％的硝酸乙醇溶液或飽和的苦味酸進行腐蝕，但對于高碳高合金鋼用硝酸乙醇腐蝕完全無反應，圖1所示為高碳高合金模具鋼采用硝酸乙醇腐蝕，晶界無法顯示的照片；而用飽和苦味酸腐蝕晶界顯現不清晰，圖2所示為高碳高合金模具鋼采用飽和苦味酸腐蝕，晶界顯示模糊的照片；由此可知，無論是采用硝酸乙醇溶液還是采用飽和的苦味酸，均無法達到原奧氏體晶粒尺寸的統計要求。中國專利申請號為201310244326.4公開了“一種GCr15鋼軸承組件晶粒度快速金相測定方法”，使用該方法可顯示部分大晶粒試樣，對小晶粒試樣無作用，同時加熱過程較繁瑣；中國專利申請號為201210497718.7公開了一種“高合金低碳馬氏體鋼原始晶粒顯示劑及顯示方法”，所述顯示劑雖對高合金低碳馬氏體鋼有明顯效果，但對高碳高合金模具鋼無明顯作用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供用于系統顯示高碳高合金模具鋼晶粒長大規律試驗中原奧氏體晶界的方法。根據試樣的熱處理過程來選擇不同的腐蝕劑；加熱溫度越高，保溫時間越長，即奧氏體晶粒度級別越低，選擇使用第二金相腐蝕劑；反之，加熱溫度越低，保溫時間越短，即奧氏體晶粒度級別越高，則選擇使用第一金相腐蝕劑。采用第一金相腐蝕劑或者第二金相腐蝕劑腐蝕高碳高合金模具鋼，能夠使高碳高合金模具鋼的原奧氏體晶界顯示清晰連續，克服了高碳高合金鋼耐腐蝕、晶界顯現困難的問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種高碳高合金模具鋼原奧氏體晶界的系統顯示方法，該方法根據試樣的熱處理過程來選擇不同的腐蝕劑；加熱溫度超過1100℃，保溫時間超過400s，選擇使用第二金相腐蝕劑；反之，加熱溫度低于1100℃，保溫時間在400s以內，則選擇使用第一金相腐蝕劑；

所述的第一金相腐蝕劑是由三氯化鐵、濃鹽酸和蒸餾水組成，其比例為1g：10ml：20ml，其中濃鹽酸質量分數為36％-38％；

所述的第二金相腐蝕劑是由濃鹽酸、濃硝酸和蒸餾水組成，其體積比為1：2：1，其中濃鹽酸質量分數為36％-38％，濃硝酸質量分數為65％-68％；

該方法內容包括如下步驟：

1、制備試樣：將試樣制成需要的形狀，對試樣進行粗磨、細磨后進行拋光至試樣表面光滑、無劃痕；

2、配制腐蝕劑：第一金相腐蝕劑的配制：在室溫下按比例取一定量的三氯化鐵、濃鹽酸和蒸餾水，三氯化鐵研磨后加入蒸餾水中，攪拌溶解后再加入濃鹽酸并搖勻；第二金相腐蝕劑的配制：在室溫下按比例取一定量的濃鹽酸、濃硝酸和蒸餾水，在蒸餾水中加入濃鹽酸，攪拌均勻后再加入濃硝酸并搖勻；

3、腐蝕試樣：將配制好的第一金相腐蝕劑和第二金相腐蝕劑分別倒入兩個蒸發皿中，每個蒸發皿中放置一張定性濾紙；將試樣放在定性濾紙上避免試樣與蒸發皿直接接觸；

如果試樣在熱處理過程中的加熱溫度超過1100℃，保溫時間超過400s，選擇使用第二金相腐蝕劑腐蝕試樣，試樣在第二金相腐蝕劑的侵蝕時間控制在10-15s；腐蝕完成后立即取出依次用清水和無水乙醇清洗并吹干；

如果試樣在熱處理過程中的加熱溫度低于1100℃，保溫時間在400s以內，則選擇使用第一金相腐蝕劑腐蝕試樣；試樣在第一金相腐蝕劑的侵蝕時間控制在2-10s，腐蝕完成后立即取出依次用清水和無水乙醇清洗并吹干；

4、采集圖像：在試樣腐蝕結束后，立即通過光學顯微鏡進行金相顯微組織觀察和圖像采集，最后分析測量晶粒尺寸，進行晶粒度評定。

由于采用上述技術方案，本發明提供的一種高碳高合金模具鋼原奧氏體晶界的系統顯示方法，與現有技術相比具有這樣的有益效果：

應用本發明方法能夠系統的顯示不同熱處理條件下高碳高合金模具鋼試樣的晶界；本發明方法的腐蝕能夠在常溫下進行，不需加熱，易于實施，晶界顯示清晰完整，便于準確測量原奧氏體晶粒度，為此類鋼材生產工藝的制定與優化提供依據。