[發明專利]一種球墨鑄鐵沖擊斷口上韌脆區域比例的測定方法

在審

• 申請號: 202010059439.7
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111175126A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 苗昕旺;王丹丹;臧玉郡;隨燕;叢連蔚;馬宇;李明;艾長佳;劉健
• 申請（專利權）人: 錦州捷通鐵路機械股份有限公司
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N3/30
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所(普通合伙) 21225
• 代理人: 王佳佳

一種球墨鑄鐵沖擊斷口上韌脆區域比例的測定方法，將沖斷后的球墨鑄鐵沖擊試樣放在超聲波清洗儀中進行清洗，用風筒吹干后，粘在樣品臺上，放入掃描電鏡樣品倉內，調出斷口圖像；在沖擊試樣斷口上，每次移動固定距離拍攝一張電鏡斷口形貌圖片，共拍攝5張圖片，將網格加在圖片上，將網格中落在圖片內部的所有網格交叉點、在圖片內落在石墨球上的所有點數、落在脆性斷口上的所有點數統計起來，按照公式計算并計算5次脆性斷口所占百分比的平均值，即為球墨鑄鐵沖擊斷口上的脆性區域所占面積百分比。優點是：可以快速準確的測定球墨鑄鐵斷口上韌脆區域比例，方法簡單，測試方便快捷，結果準確。

技術領域

本發明屬于材料檢測領域，涉及金屬材料沖擊斷口性質的判定方法，具體涉及一種快速而準確測定球墨鑄鐵沖擊試驗后，其沖擊斷口上所存在的韌性區域和脆性區域比例的方法。

背景技術

球墨鑄鐵由于其石墨呈團球狀形貌均勻分布，對基體的割裂作用很小，因此具有優良的綜合力學性能，已經成為現代工程領域中一種重要的結構材料。球墨鑄鐵所具備的較高的力學性能使其可以代替某些鋼材而制造承受較高負荷的結構件，還具有與其它鑄鐵相同的重要特性——即優良的減震吸噪性能，同時某些特殊成分或工藝生產的球墨鑄鐵還具有較低的韌脆轉變溫度，即良好的低溫韌性，因此該材料在鐵路運輸生產領域的應用越來越廣泛。目前，國內有多種牌號的球墨鑄鐵，特別是低溫和超低溫球墨鑄鐵大量應用于軌道交通和高速列車產品，如高鐵、動車、地鐵上的軸箱、軸箱蓋、轉臂、轉臂箍及發動機曲軸、風力發電的主軸座、輪轂等多種產品。

隨著鐵路運輸行業的快速發展，高鐵列車的運行已經拓展到了高寒氣候的地區。為了保證球墨鑄鐵材料制造的設備在長期的低溫惡劣環境下穩健運行，就需要不斷提高球墨鑄鐵產品的低溫沖擊韌性。而要有效提高球墨鑄鐵產品的低溫韌性，準確測定其韌脆轉變溫度是一個關鍵環節。只有準確掌握球墨鑄鐵材料的韌脆轉變溫度范圍，才能在生產過程中采取相應的工藝措施，以有效地提高該材料的低溫沖擊韌性。因此準確測定球墨鑄鐵沖擊試樣在不同低溫下的沖斷后斷口上韌性區和脆性區的比例，是斷口法測定球墨鑄鐵韌脆轉變溫度關鍵。目前，測定材料韌脆轉變溫度的方法主要是依據GB/T229-1994《金屬夏比缺口沖擊試驗方法》,進行不同低溫溫度下的系列沖擊試驗，然后通過試樣的沖擊吸收能量和脆性斷面率相結合的方法測定韌脆轉變溫度。試樣的沖擊吸收能量易于測量，而斷口上韌脆區域的比例卻極難測準。因此如何能準確測定球墨鑄鐵沖擊斷口上韌性區域和脆性區域各自所占的比例十分重要。

目前，測定沖擊斷口韌脆區域比例通常有兩種實現方式，一種是宏觀分析法，即通過目視或體視顯微鏡觀察，進行簡單的斷口類型分析以及粗略的估算脆性斷口所占比例，另一種是通過斷口分析儀進行分析，該儀器是利用光學投影方法將被測的沖擊試樣斷口全貌顯示在顯示屏上，通過軟件來分析測量沖擊試樣斷口的形貌和脆性斷口所占比例，測量結果相對精確，適用于大多數的材質。然而由于球墨鑄鐵的組織具有特殊性，即除了隨著溫度的改變可以轉變為解理狀脆性區和韌窩狀的韌性區的基體組織外，還含有許多的不隨溫度變化而改變形貌的石墨球占據著很大一部分面積，因此球墨鑄鐵沖擊斷口上除了存在脆性斷面區和韌性斷面區之外，還含有部分石墨區，且石墨往往是均勻的分散在整個斷面上。對于球墨鑄鐵的斷口來說，通過宏觀分析和斷口分析儀測定脆性斷口和韌性斷口所占比例，都無法區分并去除石墨所占的面積，測量所得的數據結果都不準確。因此，開發一種準確判定球墨鑄鐵斷口上的韌脆區域比例的方法，能對球墨鑄鐵韌脆轉變溫度的研究提供針對性的技術指導。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提出一種球墨鑄鐵沖擊斷口上韌脆區域比例的測定方法，采用掃描電鏡照相結合網格定點，快速準確的測定球墨鑄鐵斷口上韌脆區域比例，解決了球墨鑄鐵斷口分析法中無法去除石墨所占面積而導致測量結果不準確的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種球墨鑄鐵沖擊斷口上韌脆區域比例的測定方法，其具體步驟如下：

A、試樣清洗