一种调质钢晶粒度的检测方法技术

本发明专利技术提供一种调质钢晶粒度的检测方法，涉及钢材料检测技术领域。本发明专利技术的调质钢晶粒度的检测方法包括：脱碳：将待测试样加热至低于钢种临界点A

【技术实现步骤摘要】
一种调质钢晶粒度的检测方法


[0001]本专利技术涉及钢材料检测
，特别是涉及一种调质钢晶粒度的检测方法。

技术介绍

[0002]调质钢是经过淬火和高温回火的调质处理的碳素钢和合金钢，其金相显微组织一般为回火索氏体，具有优良的综合力学性能，即既具有较高的强度，又有良好的塑性和韧性，被广泛应用于制造汽车、机床、航天和核电等行业中在不同工况下对荷载和受力要求比较复杂的零部件。
[0003]通常，在常温下使用的金属材料，晶粒越细，强度、硬度越高，则塑性、韧性也越好，但在高温环境下，晶粒细化反而会使金属材料的强度降低。同时，许多产品的技术规范都对晶粒度级别指标有明确的规定，可见显示钢的晶粒具有必要性。然而，对于调质钢，由于原始奥氏体晶界的界面能通常低于晶内回火析出相、微观亚结构等的界面能，采用一般腐蚀剂(如4％硝酸酒精溶液)进行腐蚀，反而会使晶粒内部受到腐蚀，显示出其显微组织(见图1)。如何不失真地显示钢调质状态的实际晶粒度是本领域一直所面临的难点。
[0004]1955年德国人Bechet和Beaujard创立采用饱和苦味酸水溶液和润湿剂试剂显示合金钢晶粒的方法，可抑制一些钢基体组织显示，即具有一定的选择性腐蚀，优先腐蚀体晶界，而基体组织腐蚀较轻微，尽管该方法一直沿用至今。但基于苦味酸具有强烈的爆炸性，使用过程中需加入腐蚀液并加热至微沸，产生有毒气体，存在较大的安全隐患，苦味酸已被列为易爆危险药品，产销被严格控制；而且，苦味酸水溶液的侵蚀时间较长，效率较低，仅适用于某些特定的钢中，具有一定的局限性(见图2)。现有技术中也有采用磺基水杨酸法代替饱和苦味酸水溶液法，但存在通用性差，重复性差的问题。目前，行业内晶粒度的检测和评定依靠检验人员的经验，主观性较强，不同的检验人员检测结果参差不齐，检验的可靠性低，为零件的后序制作和安全使用带来隐患。
[0005]因此，有必要开发一种安全性、准确性高的调质钢晶粒度检测方法。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述问题，提供一种调质钢晶粒度的检测方法，该检测方法安全性好、准确性高，检测结果真实可靠。
[0007]一种调质钢晶粒度的检测方法，包括以下步骤：
[0008]脱碳：将待测试样加热至低于钢种临界点A
C1
温度以下20～40℃，A
C1
为钢加热过程中组织转变的临界温度，保温至待测试样表面回火索氏体的碳化物被氧化扩散；
[0009]打磨：脱碳处理后冷却，打磨去除氧化层至表面发亮，抛光露出脱碳层；
[0010]腐蚀：用腐蚀剂对脱碳层进行腐蚀，得到索氏体界面；
[0011]测量：测量腐蚀后的待测试样表面的晶粒度，即得调质钢晶粒度。
[0012]专利技术人发现现有技术的检测方法主要集中在调质钢回火索氏体组织的细节显示，即在显微镜下观察细小碳化物在铁素体基体上的分布情况，如此虽然凸显了组织细节，但
同时也弱化了晶界的显示，而碳化物的密集分布又混淆了晶界，使得晶粒度在现有技术下无法做出有效正确的评定。
[0013]基于上述发现，专利技术人根据金属学原理，将金属材料在低于A
C1
临界点的温度加热，即未奥氏体化，并保温氧化一段时间，此过程中索氏体晶粒大小不会发生改变，仅仅在表面发生脱碳氧化现象。回火索氏体的基本特征为：铁素体基体上分布细小颗粒状碳化物，铁素体作为回火索氏体的基体，铁素体的晶界即索氏体的晶界。根据上述原理，本专利技术采用表面脱碳原理，让试样表面的碳元素与氧发生作用生成碳氧化物或气体扩散掉，铁素体基体则保持不变，测量铁素体晶粒度，就能得到索氏体晶粒度。
[0014]上述检测方法，能清晰完整地显示晶界以及回火索氏体的晶粒度，晶粒度评定结果真实有效，准确性高，而且检测过程简单，材料消耗少，安全性高。
[0015]在其中一个实施例中，所述脱碳步骤中，所述待测试样为碳素钢，保温时间为50～70min。
[0016]在其中一个实施例中，所述脱碳步骤中，所述待测试样为合金钢，保温时间为60～80min。
[0017]在其中一个实施例中，所述腐蚀步骤中，冷却方式为空冷，冷却至15～30℃。
[0018]在其中一个实施例中，所述打磨步骤中，打磨时施力方向与待测试样表面倾斜10～20
°
夹角。
[0019]在其中一个实施例中，所述腐蚀步骤中，所述腐蚀步骤中，腐蚀剂为体积浓度2～5％的硝酸酒精溶液，腐蚀后将待测试样清洗烘干。
[0020]在其中一个实施例中，所述测量步骤中，在金相显微镜下观察或拍照测量晶粒度。
[0021]在其中一个实施例中，所述测量步骤中，测量晶粒度的方法采用GB/T 6394
‑
2017《金属平均晶粒度测定方法》的对比法、截点法或面积法。
[0022]在其中一个实施例中，所述待测试样钢种选自：20Cr1Mo1VTiB、12Cr1MoV、40CrNiMo、SA
‑
387M Gr.22CL1.1、12Cr2.25Mo1、16MND5、18MND5、SA
‑
508Gr3.Cl2、SA
‑
336MGr.F22CL1.1、SA
‑
540MGr.B24CL.3、SA
‑
193MGr.7B、42CrMo、SA
‑
213M T22、18MnNiMo、16MnNiMo。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术的检测方法，能清晰完整地显示晶界以及回火索氏体的晶粒度，对调质钢的晶粒度检测结果真实有效，准确性高，而且检测过程简单，材料消耗少，安全性高。
附图说明
[0025]图1为20Cr1Mo1VTiB调质态采用硝酸酒精溶液腐蚀的显微组织形貌图(100
×
)。
[0026]图2为20Cr1Mo1VTiB调质态采用饱和苦味酸溶液腐蚀的显微组织形貌图(100
×
)。
[0027]图3为实施例中20Cr1Mo1VTiB调质钢试样经脱碳后晶粒度形貌图(100
×
)。
[0028]图4为对比例中20Cr1Mo1VTiB在740℃热处理后组织形貌图(100
×
)。
具体实施方式
[0029]为了便于理解本专利技术，以下将给出较佳实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实
施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0030]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0031]实施例1
[0032]20Cr1Mo1VTiB调质钢晶粒度的检测方法，包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调质钢晶粒度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：脱碳：将待测试样加热至低于钢种临界点A
C1
温度以下20～40℃，A
C1
为钢加热过程中组织转变的临界温度，保温至待测试样表面回火索氏体的碳化物被氧化扩散；打磨：脱碳处理后冷却，打磨去除氧化层至表面发亮，抛光露出脱碳层；腐蚀：用腐蚀剂对脱碳层进行腐蚀，得到索氏体界面；测量：测量腐蚀后的待测试样表面的晶粒度，即得调质钢晶粒度。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述脱碳步骤中，所述待测试样为碳素钢，保温时间为50～70min。3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述脱碳步骤中，所述待测试样为合金钢，保温时间为60～80min。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述打磨步骤中，冷却方式为空冷，冷却至15～30℃。5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述打磨步骤中，打磨时施力方向与待测试样表面倾斜10～20
°
夹角。6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述腐蚀步骤中，腐蚀剂为体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪涛，龚宇昌，王海沦，毕明鑫，张娟，段志伟，刘素红，戴光明，江国焱，镇乐，颜建强，胡雅洁，刘盛波，
申请(专利权)人：东方电气广州重型机器有限公司，
类型：发明
国别省市：