[發明專利]一種測量TRIP鋼表面脫碳層深度的方法

在審

• 申請號: 201911274828.5
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111024738A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 崔桂彬;賈惠平;來萍;溫娟;鞠新華
• 申請（專利權）人: 首鋼集團有限公司
• 主分類號: G01N23/20
• 分類號: G01N23/20;G01N23/2005
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 王普玉

一種測量TRIP鋼表面脫碳層深度的方法，屬于鋼的熱處理和X射線衍射分析技術領域。具體步驟及參數為：首先準備TRIP鋼樣品；清洗后采用X射線衍射儀測量試樣表面的殘余奧氏體含量值為V₁；之后重復用碳化硅耐水砂紙將試樣表面打磨，直到測試深度為試樣厚度的四分之一為止，以D為橫坐標，V為縱坐標繪制變化曲線圖；在曲線圖上測量計算其平均值為V_A；最后找到曲線上縱坐標等于V_A的點A，點A對應的橫坐標為D_A即為試樣表面的脫碳層深度，完成測試。優點在于，操作簡單、方便，可以彌補現有技術需要人為判定脫碳層過渡區與基體分界線的不足。

技術領域

本發明屬于鋼的熱處理和X射線衍射分析技術領域，特別涉及一種測量TRIP鋼表面脫碳層深度的方法。尤其涉及一種利用X射線衍射儀對TRIP鋼表面脫碳層深度進行測量的方法。

背景技術

高溫環境中，鋼在氧化性介質氧氣、CO₂和水等中加熱時，鋼表層中的碳與之發生化學反應，生成的氣體逸出鋼外，使鋼的表層碳濃度降低，即常說的“脫碳”現象。脫碳嚴重時，可使鋼的表層全部變成鐵素體，導致工件力學性能下降，甚至報廢。因此，在鋼材實際使用過程中，必須根據脫碳層的深度預留一定的余量，否則會影響零件的使用性能。對大型零件而言，留余量時單邊減少1mm的余量，就能節省很多材料，降低零件的生產成本。因此，在零件使用前精確測量脫碳層的深度是非常必要的。

根據國標GB/T 224-2008《鋼的脫碳層深度測定法》對脫碳層的定義：總脫碳層深度包括全脫碳層的深度全部為鐵素體組織和部分脫碳層深度——過渡區之和。在生產實踐中，一般根據GB/T 224-2008標準采用金相法測量脫碳層的深度，這是一種利用脫碳引起顯微組織變化的原理測定脫碳層的間接方法。然而，采用金相法測量脫碳層的難點在于過渡區的判定上，通常過渡區組織與基體組織沒有明確的分界線，有些過渡區的組織與基體組織非常類似，需要人為判定分界線，導致脫碳層深度的測量存在較大的誤差。

TRIP——Transformation Induced Plasticity鋼即相變誘導塑性鋼，利用鋼中的殘余奧氏體在應力作用下發生馬氏體相變，從而誘發高的塑性。在全脫碳層區域，由于全部為鐵素體組織，理論上殘余奧氏體的含量為0；在過渡區，隨著碳含量的增加，殘余奧氏體的含量隨著增加；在鋼基體中，由于沒有脫碳，殘余奧氏體的含量較高且趨于穩定。因此，在殘余奧氏體含量隨深度的變化曲線上，殘余奧氏體含量趨于穩定的深度即為脫碳層的深度。利用此原理可以通過測試不同深度的殘余奧氏體含量，來獲得TRIP鋼表面的脫碳層深度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種測量TRIP鋼表面脫碳層深度的方法，解決了目前技術通過金相方法測量需要人為判定脫碳層過渡區與基體分界線不足的問題。

一種測量TRIP鋼表面脫碳層深度的方法，具體步驟及參數如下：

1、樣品準備：從TRIP鋼板上加工試樣，試樣規格要求為：長度15mm～20mm×寬度15mm～20mm×鋼板厚度；

2、將加工好的試樣放于酒精中，用超聲波清洗3～5分鐘；

3、采用X射線衍射儀測量試樣表面的殘余奧氏體含量值為V₁；所述X射線衍射儀的參數為：掃描范圍2θ為25～135o，掃描步長為0.01o～0.03o，掃描速度為1o/min～3o/min；

4、采用碳化硅耐水砂紙將試樣表面沿厚度方向磨掉0.02～0.15mm，然后再次采用X射線衍射儀測量試樣表面殘余奧氏體含量值為V₂，測量試樣深度記為D₂；所述X射線衍射儀的參數同步驟3；

測試深度為打磨后試樣表面與試樣未打磨過原始表面之間的距離定義，根據此定義，試樣原始表面的測試深度D₁為0；