含碳化物钢铁材料中残余奥氏体含量的测量方法技术

本发明专利技术涉及一种钢铁材料中残余奥氏体含量的测量方法，尤其是涉及含碳化物钢铁材料中残余奥氏体含量的测量方法。本发明专利技术采用图像分析仪测量出金相试样中碳化物残余奥氏体体积分数，然后结合X射线衍射仪，测量出金相试样中残余奥氏体体积分数。本发明专利技术排除了金相试样中碳化物对残余奥氏体含量的影响，操作简单，得到的测量结果准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁材料中残余奥氏体含量的测量方法，尤其是涉及含碳化物钢铁材料中残余奥氏体含量的测量方法。
技术介绍
钢铁材料在淬火后，往往存在一定量的残余奥氏体，而奥氏体含量的多少对材料的力学性能和使用寿命有重要影响。为了提高钢铁材料的力学性能和使用寿命，必须采取合理的热处理制度来控制材料中奥氏体含量，因此，如何精确测量材料中奥氏体的含量是测试工作者的重要课题。测量碳化物含量很少或没有的钢铁材料内残余奥氏体的含量，可以直接采用中华人民共和国黑色冶金行业标准《YB/T5338-2006钢中残余奥氏体定量测定X-射线衍射仪法》。依据该行业标准，收集衍射峰的强度，得到试样的衍射图谱，然后计算出钢铁材料内残余奥氏体的含量。这种测量方法无法排除钢铁材料中碳化物对残余奥氏体含量的影响。但对于碳化物很多的钢铁材料，采用这种测量方法会导致所得到的测量结果误差很大甚至得到的测量结果无法使用。采用传统的金相技术(图像分析仪)测量时，由于钢铁材料中碳化物和残余奥氏体的金相颜色非常相似，无法区分碳化物和残余奥氏体的金相组织，只能测量出钢铁材料中碳化物和残余奥氏体的总量，无法单独测量出碳化物或残余奥氏体的含量。实际生产中许多钢铁材料中都有较多的碳化物，但对于碳化物很多的钢铁材料，采用上述测量方法会导致所得到的测量结果误差很大甚至得到的测量结果无法使用。现有的测量钢铁材料金相试样中碳化物的方法，是先称取金相试样的总重量，然后将金相试样中铁溶解得到固体碳化物，将固体碳化物称重，最后将固体碳化物的重量和金相试样总重量进行比较，得到钢铁材料金相试样中碳化物的含量，然后结合上述方法排除碳化物对残余奥氏体的影响，进而得到金相试样中残余奥氏体的含量，这种方法需要将金相试样破坏，金相试样无法复原再利用，且实验成本比较高。
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术提供一种操作简单、测量精确的含碳化物钢铁材料中残余奥氏体含量的测量方法。本专利技术采用的技术方案是：含碳化物钢铁材料中残余奥氏体含量的测量方法，包括以下步骤：a、将含碳化物钢铁材料制成金相试样，通过金相技术测量出金相试样中碳化物和残余奥氏体的总量，即可以测量出Vc+Va的大小K(测量)，得到公式：Vc+Va＝K(测量)；其中：Vc为金相试样中碳化物的体积分数；Va为金相试样中残余奥氏体的体积分数；K(测量)为金相试样中碳化物的体积分数和残余奥氏体的体积分数之和。b、采用X射线衍射仪收集金相试样的X射线图谱，X射线图谱中包含碳化物晶面、残余奥氏体晶面和马氏体晶面的衍射峰，按照行业标准YB/T5338-2006的要求，选择残余奥氏体(200)晶面、残余奥氏体(220)晶面、残余奥氏体(311)晶面的衍射峰，选择马氏体(200)晶面、马氏体(211)晶面的衍射峰，每个残余奥氏体的衍射峰分别与一个马氏体的衍射峰组成一对衍射峰，共组成六对衍射峰，每一对衍射峰都能满足公式：Va＝(1-Vc)/[1+G(Im(hkl)/Ia(hkl))]的要求，其中：Im(hkl)是试样中马氏体相(hkl)晶面衍射线的累积强度；Ia(hkl)是试样中奥氏体相(hkl)晶面衍射线的累积强度；G是试样中奥氏体相(hkl)晶面与马氏体相(hkl)晶面所对应的强度有关因子之比；将得到的六对衍射峰分别带入到上述公式中，即可得到六个方程式，然后将上述得到的六个方程式与步骤a中的公式组成六组方程组，分别求解六个方程组，得到六个Va的值，将六个Va的值取平均值即可求得金相试样中残余奥氏体的含量。作为优选，所述金相技术采用图像分析仪进行测量。本专利技术取得的有益效果是：本专利技术采用图像分析仪测量出金相试样中碳化物和残余奥氏体体积分数，然后结合X射线衍射仪，测量出金相试样中残余奥氏体体积分数。本专利技术排除了金相试样中碳化物对残余奥氏体含量的影响，操作简单，得到的测量结果准确。附图说明图1为钢铁材料金相试样的金相图；图2为钢铁材料金相试样的衍射图谱。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。含碳化物钢铁材料中残余奥氏体含量的测量方法，包括以下步骤：a、将含碳化物钢铁材料制成金相试样，通过金相技术(图像分析仪)测量出金相试样中碳化物和残余奥氏体的总量，即可以测量出Vc+Va的大小K(测量)，得到公式：Vc+Va＝K(测量)；其中：Vc为金相试样中碳化物的体积分数；Va为金相试样中残余奥氏体的体积分数；K(测量)为金相试样中碳化物的体积分数和残余奥氏体的体积分数之和。b、采用X射线衍射仪收集金相试样的X射线图谱，X射线图谱中包含碳化物晶面、残余奥氏体晶面和马氏体晶面的衍射峰，按照行业标准YB/T5338-2006的要求，选择残余奥氏体(200)晶面、残余奥氏体(220)晶面、残余奥氏体(311)晶面的衍射峰，选择马氏体(200)晶面、马氏体(211)晶面的衍射峰，每个残余奥氏体的衍射峰分别与一个马氏体的衍射峰组成一对衍射峰，共组成六对衍射峰，每一对衍射峰都能满足公式：Va＝(1-Vc)/[1+G(Im(hkl)/Ia(hkl))]的要求，其中：Im(hkl)是试样中马氏体相(hkl)晶面衍射线的累积强度；Ia(hkl)是试样中奥氏体相(hkl)晶面衍射线的累积强度；G是试样中奥氏体相(hkl)晶面与马氏体相(hkl)晶面所对应的强度有关因子之比；将得到的六对衍射峰分别带入到上述公式中，即可得到六个方程式，然后将上述得到的六个方程式与步骤a中的公式组成六组方程组，分别求解六个方程组，得到六个Va的值，将六个Va的值取平均值即可求得金相试样中残余奥氏体的含量。为了验证上述测量方法的有效性，选取两块钢铁材料作为金相试样，分别编号为①、②，其中①号金相试样为体积分数4％的碳化物和体积分数96％的铁素体组成，②号金相试样为体积分数100％的奥氏体组成。然后取相同尺寸的①号金相试样和②号金相试样拼接在一起作为③号标准样，理论上应该测得③号标准样中残余奥氏体的含量为50％。③号标准样X射线衍射仪(辐射源为Mo靶)测量的金相参数如表1和表2所示：G(m(200)/a(200))G(m(200)/a(220))G(m(200)/a(311))G(m(211)/a(200))G(m(211)/a(220))G(m(211)/a(311))2.231.311.371.220.710.75表1Ia(200)Im(200)Ia(220)Im(211)Ia(311)实验数据1156096203110181320810014实验数据215451621910702132709950表2将③号标准样分别采用行业标准YB/T5338-2006的常规检测方法进行测量，所得结果如表3：测量结果(Va)实验数据153.03％实验数据252.56％平均值(奥氏体含量)52.80％表3将③号标准样分别采用本专利技术方法进行测量，所得结果为：测量结果(Va)实验数据151.97％实验数据251.51％平均值(奥氏体含量)51.74％表4可见，上述两种不同的测量方法测得的结果与理论值均有一定的差异。本方法测得结果与理论值差异较小，而常规检测方法测得结果与理论值差异较大。本文档来自技高网...

【技术保护点】
含碳化物钢铁材料中残余奥氏体含量的测量方法，包括以下步骤：a、将含碳化物钢铁材料制成金相试样，通过金相技术测量出金相试样中碳化物和残余奥氏体的总量，即测量出Vc+Va的大小K(测量)，得到公式：Vc+Va＝K(测量)；其中：Vc为金相试样中碳化物的体积分数；Va为金相试样中残余奥氏体的体积分数；K(测量)为金相试样中碳化物的体积分数和残余奥氏体的体积分数之和。b、采用X射线衍射仪收集金相试样的X射线图谱，X射线图谱中包含碳化物晶面、残余奥氏体晶面和马氏体晶面的衍射峰，按照行业标准YB/T5338‑2006的要求，选择残余奥氏体200)晶面、残余奥氏体(220)晶面、残余奥氏体(311)晶面的衍射峰，选择马氏体(200)晶面、马氏体(211)晶面的衍射峰，每个残余奥氏体的衍射峰分别与一个马氏体的衍射峰组成一对衍射峰，共组成六对衍射峰，每一对衍射峰都能满足公式：Va＝(1‑Vc)/[1+G(Im(hkl)/Ia(hkl))]的要求，其中：Im(hkl)是试样中马氏体相(hkl)晶面衍射线的累积强度；Ia(hkl)是试样中奥氏体相(hkl)晶面衍射线的累积强度；G是试样中奥氏体相(hkl)晶面与马氏体相(hkl)晶面所对应的强度有关因子之比；将得到的六对衍射峰分别带入到上述公式中，即可得到六个方程式，然后将上述得到的六个方程式与步骤a中的公式组成六组方程组，分别求解六个方程组，得到六个Va的值，将六个Va的值取平均值即可求得金相试样中残余奥氏体的含量。...

【技术特征摘要】
1.含碳化物钢铁材料中残余奥氏体含量的测量方法，包括以下步骤：a、将含碳化物钢铁材料制成金相试样，通过金相技术测量出金相试样中碳化物和残余奥氏体的总量，即测量出Vc+Va的大小K(测量)，得到公式：Vc+Va＝K(测量)；其中：Vc为金相试样中碳化物的体积分数；Va为金相试样中残余奥氏体的体积分数；K(测量)为金相试样中碳化物的体积分数和残余奥氏体的体积分数之和。b、采用X射线衍射仪收集金相试样的X射线图谱，X射线图谱中包含碳化物晶面、残余奥氏体晶面和马氏体晶面的衍射峰，按照行业标准YB/T5338-2006的要求，选择残余奥氏体200)晶面、残余奥氏体(220)晶面、残余奥氏体(311)晶面的衍射峰，选择马氏体(200)晶面、马氏体(211)晶面的衍射峰，每个残余奥氏体的衍射峰分别与...

【专利技术属性】
技术研发人员：周顺兵，姚中海，韩荣东，王志奋，吴立新，
申请(专利权)人：武汉钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42