奧氏體不銹鋼晶粒度的測定方法

奧氏體是鋼材在高溫時的一種組織，冷卻到室溫后，奧氏體組織發(fā)生了轉(zhuǎn)變，如何在室溫下條件下，對奧氏體的晶粒度進(jìn)行測定在國家檢測標(biāo)準(zhǔn)GB 6394—2017《金屬平均晶粒度測定方法》規(guī)定可使用滲碳法、氧化法、網(wǎng)狀鐵素體法、網(wǎng)狀珠光體(屈氏體)法、網(wǎng)狀滲碳體法以及晶粒邊界腐蝕法等。今天我們就奧氏體晶粒度的這些測定方法詳細(xì)的為大家介紹一下。

1、奧氏體晶粒度測定方法——滲碳法

滲碳法適用于測定滲碳鋼的奧氏體晶粒度。具體步驟是，首先將試樣裝入盛有滲碳劑的容器中，送入爐中加熱到930±10℃，并保溫6h，使試樣上有1mm以上的滲碳層，并使其表層具有過共析成分。然后進(jìn)行緩冷，緩冷到足以在滲碳層的過共析區(qū)的奧氏體晶界上析出滲碳體網(wǎng)。試樣冷卻后經(jīng)磨制和腐蝕，顯示出過共析區(qū)奧氏體晶粒形貌。

供進(jìn)行晶粒度檢驗的試樣，通常從3%~4%硝酸酒精溶液、5%苦味酸酒精溶液、沸騰的堿性苦味酸鈉溶液(2g苦味酸、25g氫氧化鈉、100mL水)這三種腐蝕劑中選用一種進(jìn)行浸蝕。

2、奧氏體晶粒度測定方法——氧化法

氧化法是利用氧原子在高溫下向晶內(nèi)擴(kuò)散而晶界優(yōu)先氧化的特點來顯示奧氏體晶粒大小。氧化法又分氣氛氧化法和溶鹽氧化浸蝕法。一般采用氣氛氧化法。試樣經(jīng)拋光后，將拋光面朝上置于空氣加熱爐中加熱，保溫1h，然后水冷。根據(jù)氧化情況，可將試樣適當(dāng)傾斜10°~15°進(jìn)行研磨和拋光，使試樣檢驗面部分區(qū)域保留氧化層，直接在顯微鏡下測定奧氏體晶粒度。

為了顯示清晰，可用15%鹽酸酒精溶液進(jìn)行浸蝕。此外，也可將拋光的試樣在真空中加熱并保溫，然后置于空氣中冷卻或緩冷，使晶界氧化，同樣進(jìn)行上述處理后測定奧氏體晶粒大小，這種方法稱為真空法。

3、奧氏體晶粒度測定方法——網(wǎng)狀鐵素體法

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網(wǎng)狀鐵素體法適用于碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%~0.60%的碳素鋼和碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%~0.50%的合金鋼。若無特殊規(guī)定，加熱溫度的選擇同氧化法，至少保溫30min，然后空冷或水冷。經(jīng)磨制和浸蝕，便顯示出沿原奧氏體晶界分布的鐵素體網(wǎng)。對于碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的碳素鋼試樣和碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.40%的合金鋼試樣，需要調(diào)整冷卻方式，以便在奧氏體晶界上析出清晰的鐵素體網(wǎng)。

此時建議將試樣在淬火溫度下保持至少30min，后使溫度降至730±10℃停留10min，隨后淬油或淬水。試樣再經(jīng)磨制和浸蝕，便可顯示出沿原奧氏體晶界分布的鐵素體網(wǎng)。通常，可用下列腐蝕劑之一種進(jìn)行浸蝕：3%~4%硝酸酒精溶液和5%苦味酸酒精溶液。

4、奧氏體晶粒度測定方法——網(wǎng)狀滲碳體法

適用過共析鋼(碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般高于1.0%)。如果無特殊規(guī)定，試樣均在820±10℃加熱，并至少保溫30min，然后隨爐緩慢冷卻到低于下限臨界溫度，以便在奧氏體晶界上析出滲碳體網(wǎng)。

試樣經(jīng)磨制和浸蝕后，便顯示出沿晶界析出滲碳體網(wǎng)的原奧氏體晶粒形貌。此時，同樣可用上述浸蝕劑之一種進(jìn)行浸蝕。

5、奧氏體晶粒度測定方法——網(wǎng)狀珠光體(屈氏體)法

對于使用其它方法不易顯示的共析鋼，可選用適當(dāng)尺寸的棒狀試樣進(jìn)行局部淬火，即將加熱后的試樣一端淬入冷水中冷卻，另一端暴露于空氣中，因此，這就存在著一個不完全淬硬的小區(qū)域。

在此區(qū)域內(nèi)原奧氏體晶界將有少量細(xì)珠光體(團(tuán)狀屈氏體)呈網(wǎng)絡(luò)顯示出原奧氏體晶粒形貌。這一方法可用于比共析成分稍高或稍低的某些鋼種。浸蝕試樣的腐蝕劑與上述相同。

6、奧氏體晶粒度測定方法——晶粒邊界腐蝕法

對于直接淬火硬化鋼，可采用此法顯示原奧氏體晶粒。如果無特殊規(guī)定，其加熱溫度和保溫時間同氧化法。加熱保溫后，以能夠產(chǎn)生完全淬硬的冷卻速度進(jìn)行淬火，獲得馬氏體組織。試樣經(jīng)磨制和浸蝕后，便可顯示出完全淬硬為馬氏體的原奧氏體晶粒形貌。

為了清晰顯示晶粒邊界，浸蝕前可將試樣在550±10℃下回火1h。常用的浸蝕劑是飽和苦味酸水溶液加少量環(huán)氧乙烷聚合物。