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[分享] 奥氏体晶粒度的测定方法

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      奥氏体是钢材在高温时的一种组织,冷却到室温后,奥氏体组织发生了转变,如何在室温下条件下,对原奥氏体的晶粒度进行测定?在国家检测标准GB 6394—2017《金属平均晶粒度测定方法》规定可使用渗碳法、氧化法、网状铁素体法、网状珠光体(屈氏体)法、网状渗碳体法以及晶粒边界腐蚀法等。今天我们就奥氏体晶粒度的这些测定方法详细的为大家介绍一下。

    01  奥氏体晶粒度测定方法——渗碳法

         渗碳法适用于测定渗碳钢的奥氏体晶粒度。具体步骤是,首先将试样装入盛有渗碳剂的容器中,送入炉中加热到930±10℃,并保温6h,使试样上有1mm以上的渗碳层,并使其表层具有过共析成分。然后进行缓冷,缓冷到足以在渗碳层的过共析区的奥氏体晶界上析出渗碳体网。试样冷却后经磨制和腐蚀,显示出过共析区奥氏体晶粒形貌。供进行晶粒度检验的试样,通常从3%~4%硝酸酒精溶液、5%苦味酸酒精溶液、沸腾的碱性苦味酸钠溶液(2g苦味酸、25g氢氧化钠、100mL水)这三种腐蚀剂中选用一种进行浸蚀。



    02  奥氏体晶粒度测定方法——氧化法

          氧化法是利用氧原子在高温下向晶内扩散而晶界优先氧化的特点来显示奥氏体晶粒大小。氧化法又分气氛氧化法和溶盐氧化浸蚀法。一般采用气氛氧化法。试样经抛光后,将抛光面朝上置于空气加热炉中加热,保温1h,然后水冷。根据氧化情况,可将试样适当倾斜10°~15°进行研磨和抛光,使试样检验面部分区域保留氧化层,直接在显微镜下测定奥氏体晶粒度。为了显示清晰,可用15%盐酸酒精溶液进行浸蚀。此外,也可将抛光的试样在真空中加热并保温,然后置于空气中冷却或缓冷,使晶界氧化,同样进行上述处理后测定奥氏体晶粒大小,这种方法称为真空法。



    03  奥氏体晶粒度测定方法——网状铁素体法

         网状铁素体法适用于碳质量分数为0.25%~0.60%的碳素钢和碳质量分数为0.25%~0.50%的合金钢。若无特殊规定,加热温度的选择同氧化法,至少保温30min,然后空冷或水冷。经磨制和浸蚀,便显示出沿原奥氏体晶界分布的铁素体网。对于碳质量分数较高的碳素钢试样和碳质量分数超过0.40%的合金钢试样,需要调整冷却方式,以便在奥氏体晶界上析出清晰的铁素体网。此时建议将试样在淬火温度下保持至少30min,后使温度降至730±10℃停留10min,随后淬油或淬水。试样再经磨制和浸蚀,便可显示出沿原奥氏体晶界分布的铁素体网。通常,可用下列腐蚀剂之一种进行浸蚀:3%~4%硝酸酒精溶液和5%苦味酸酒精溶液。



    04   奥氏体晶粒度测定方法——网状渗碳体法

         适用过共析钢(碳质量分数一般高于1.0%)。如果无特殊规定,试样均在820±10℃加热,并至少保温30min,然后随炉缓慢冷却到低于下限临界温度,以便在奥氏体晶界上析出渗碳体网。试样经磨制和浸蚀后,便显示出沿晶界析出渗碳体网的原奥氏体晶粒形貌。此时,同样可用上述浸蚀剂之一种进行浸蚀。



    05  奥氏体晶粒度测定方法——网状珠光体(屈氏体)法

          对于使用其它方法不易显示的共析钢,可选用适当尺寸的棒状试样进行局部淬火,即将加热后的试样一端淬入冷水中冷却,另一端暴露于空气中,因此,这就存在着一个不完全淬硬的小区域。在此区域内原奥氏体晶界将有少量细珠光体(团状屈氏体)呈网络显示出原奥氏体晶粒形貌。这一方法可用于比共析成分稍高或稍低的某些钢种。浸蚀试样的腐蚀剂与上述相同。



    06  奥氏体晶粒度测定方法——晶粒边界腐蚀法

          对于直接淬火硬化钢,可采用此法显示原奥氏体晶粒。如果无特殊规定,其加热温度和保温时间同氧化法。加热保温后,以能够产生完全淬硬的冷却速度进行淬火,获得马氏体组织。试样经磨制和浸蚀后,便可显示出完全淬硬为马氏体的原奥氏体晶粒形貌。为了清晰显示晶粒边界,浸蚀前可将试样在550±10℃下回火1h。常用的浸蚀剂是饱和苦味酸水溶液加少量环氧乙烷聚合物。
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