晶粒度评级方法.

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晶粒度检验晶粒度是晶粒尺寸大小的量度,是金属材料的重要显微组织参量。•晶粒度检验:借助金相显微镜测定钢中实际晶粒度和奥氏体晶粒度。•晶粒度检验包括组织显示和晶粒度测定两部分。•奥氏体晶粒度显示是晶粒度检验工作中的难点。对于铁素体钢奥氏体晶粒的显示方法:国家标准GB/T6394-2002《金属平均晶粒度测定法》规定可使用渗碳法、氧化法、铁素体网法、渗碳体网法、直接淬硬法、网状珠光体法、相关法、模拟渗碳法等。1渗碳法适用范围:C≤0.25%的碳素钢及合金钢具体步骤:•将试样在930±10oC渗碳、并保温6h,渗碳层≥1mm,并使其表层有过共析成分。•缓冷后在渗碳层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。晶粒度的显示:由沉积在晶粒边界上的渗碳体显示浸蚀剂:1)3%-4%硝酸酒精溶液2)5%苦味酸溶液3)沸腾的碱性苦味酸钠水溶液适用范围:w(C)=0.25%-0.60%的碳钢和合金钢一般采用气氛氧化法,步骤如下:•经抛磨(用400粒度或15цm)的试样抛光面朝上置于空气炉中加热(w(C)≤0.35%时,加热温度900℃±10℃;w(C)>0.35%时,加热温度为860℃±10℃),保温1h,然后水冷。•根据氧化情况可将试样倾斜10o~15o进行研磨和抛光,直接在显微镜上测定晶粒度。也可在真空中加热并保温,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的方法为真空法。晶粒度显示:用15%盐酸酒精溶液2氧化法适用范围:含碳量为0.25%-0.60%的碳素钢和合金钢。具体步骤:•对于(w(C)≤0.35%时,加热温度900℃±10℃,w(C)>0.35%时,加热温度为860℃±10℃)至少保温30min,然后空冷或水冷。•经磨制和侵蚀,显示出沿原奥氏体晶界分布的铁素体网。3铁素体网法晶粒度显示:•碳量较高的碳素钢和超过0.40%的合金钢,需调整冷却方式。建议将试样在淬火温度下保持至少30min后使温度降至730℃±10℃,保温10min,然后淬油或淬水。•试样再经磨制和侵蚀,显示出沿原奥氏体晶界分布的铁素体网。•腐蚀剂:1)3%-4%硝酸酒精溶液2)5%苦味酸酒精溶液。适用范围:过共析钢(碳含量大于1%)。处理步骤:•试样一般在820℃±10℃下加热,并至少保温30min后随炉缓冷,便在奥氏体晶界上析出渗碳体网。•试样磨制、侵蚀后,显示沿晶界析出渗碳体网的原始奥氏体晶粒形貌。晶粒度显示:3%-4%硝酸酒精溶液5%苦味酸酒精溶液。。4渗碳体网法5直接淬硬法适用范围:直接淬火硬化钢(碳<1.0%的碳素钢合金钢)处理步骤:•C≤0.35%时,加热温度900℃±10℃,C>0.35%时,加热温度为860℃±10℃;保温1h;淬火,得马氏体组织。•试样经磨制和侵蚀后,便可显示出完全淬硬为马氏体的原始奥氏体晶粒形貌。晶粒度显示:方法1:腐蚀前在230℃±10℃回火15min,以改善对比度。腐蚀剂:苦味酸1g、HCl(密度1.19):5ml、乙醇:95ml方法2:试样为淬硬态或在530℃±10℃下回火。腐蚀剂:饱和苦味酸水溶液加少量环氧乙烷聚合物。6网状珠光体法适用范围:共析钢或共析成分附近的钢处理步骤:•适当的棒状样进行局部淬火,形成一不完全淬硬的小区域。•磨制、侵蚀后,此区域内原奥氏体晶界将有少量的细珠光体呈网络,显示出原始奥氏体晶粒形貌。晶粒度显示:腐蚀剂:1)3%-4%硝酸酒精溶液2)5%苦味酸酒精溶液其奥氏体晶粒度取决于原热处理状态其晶粒度显示:•稳定材料:采用电解腐蚀法(试样为阳极、常温、体积分数为60%的浓硝酸水溶液为电解液)。•不稳定材料:为避免敏化温度(480-700℃)析出硫化物,改善晶粒边界显现,建议用显示碳化物的腐蚀剂。对于奥氏体钢晶粒度的测定GB/T6394-2002中规定测量平均晶粒度的方法有:比较法、面积法、截点法。•在交货状态材料上切取,数量及部位按相应标准或技术条件。•切取试样要避开剪切、加热影响的区域。•尺寸:圆形(直径):10mm-12mm•方形(边长):10mm×10mm•渗碳处理的钢材试样应去除脱碳层和氧化层取样晶粒度的测定方法1、比较法:与标准系列评级图对比来评定平均晶粒度。适用于有等轴晶粒的再结晶材料或铸态材料。本标准有4个系列的标准评级图:•Ⅰ.无孪晶晶粒(浅腐蚀)100倍;•Ⅱ.有孪晶晶粒(浅腐蚀)100倍;•Ⅲ.有孪晶晶粒(深腐蚀)75倍;•Ⅳ.钢中奥氏体晶粒(渗碳法)100倍。•各级别的适用范围见下表:表1常用材料使用的标准系列图片系列图片号适用范围Ⅰ1)铁素体钢的A晶粒(用氧化法、直接淬硬法、F网法、Fe3C网法及其他方法显示A晶粒)2)铁素体钢的铁素体晶粒3)铝、镁和镁合金、锌和锌合金、超强合金Ⅱ1)奥氏体钢的A晶粒(有孪晶的)2)铁素体钢的铁素体晶粒有孪晶的)3)镁和镁合金、镍和镍合金、锌和锌合金、超强合金Ⅲ铜和铜合金Ⅳ1)渗碳钢的A晶粒2)奥氏体钢的A晶粒(无孪晶的)晶粒度的评定:1)放大倍数与标准评级兔相同时,直接比较。2)当用其他放大倍数评级时,可对照表格:(基准放大倍数有75倍的、100倍的)3)若用表格中亦无的放大倍数测量时,应按下式换算:G=G´+6.6439lgM/Mb式中:G—晶粒度级别G´—评出的晶粒度级别M—测评时的放大倍数Mb—基准放大倍数2、面积法:通过计算给定面积网格内晶粒数N来确定晶粒度级别。晶粒数N的计算:•用5000mm2的圆形网置于晶粒图形上;•选放大倍数M使网内晶粒数为50个;•计算落入数N内和切割数N交,该面积内的晶粒数N为:N=N内+(N交/2)-1计算试样检测面上每mm2内晶粒数n:n=M2×N/A式中:M—所用的放大倍数N—放大M时,面积为A的网格内晶粒计数晶粒度级别数:G=3.321928lgn-2.9543、截点法:统计给定长度的测试线段(或网格)与晶粒边界相交截点数P来确定晶粒度级别G。有直线截点法和圆截点法.非均匀等轴晶粒的各种组织应使用截点法截点法的测定:•测平均截距•计算平均晶粒度级别G测量网格:使用500mm测量网格直线截点法:•选择适当的网格长度及放大倍数,最少截50个点;•计点方法:终点接触到晶界计0.5,线段与晶界相切计1,与三晶粒汇合点重合计1.5;•应选3至5个视场测量.单圆截点法:•试样不同位置晶粒度有明显差别时使用•圆网格的周长通常为100mm、200mm、250mm•选择合适的M,使每个圆周产生35个截点左右•网格通过三个晶粒汇合点时计2个截点三圆截点法晶粒度的数值表示若用一个数表示,则这种晶粒度级别占90%以上。若采用跨两个或三个级别的方式进行标记,则晶粒度不均匀。如7~8级或7~5级、前一个数字表示的晶粒度级别占晶粒的大多数,后一个数字表示的晶粒度占晶粒的少数。

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