本發(fā)明屬于金相制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高碳高合金模具鋼原奧氏體晶界的系統(tǒng)顯示方法。

背景技術(shù)：

鋼的奧氏體晶粒尺寸是影響鋼的性能的主要指標(biāo)之一，研究奧氏體晶粒尺寸對于鋼的生產(chǎn)過程及鋼的產(chǎn)品質(zhì)量控制有重要意義。高碳高合金模具鋼具有有較高的硬度和一定的淬透深度，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、無線電儀表、電機(jī)、電器等行業(yè)。由于含有大量鉻、錳、鉬等合金元素，高碳高合金模具鋼有較強(qiáng)的抗氧化和抗腐蝕能力，這種特性給從事金相觀察的工作人員帶來不便。

鋼鐵材料的晶粒度顯現(xiàn)一般采用體積分?jǐn)?shù)為4％的硝酸乙醇溶液或飽和的苦味酸進(jìn)行腐蝕，但對于高碳高合金鋼用硝酸乙醇腐蝕完全無反應(yīng)，圖1所示為高碳高合金模具鋼采用硝酸乙醇腐蝕，晶界無法顯示的照片；而用飽和苦味酸腐蝕晶界顯現(xiàn)不清晰，圖2所示為高碳高合金模具鋼采用飽和苦味酸腐蝕，晶界顯示模糊的照片；由此可知，無論是采用硝酸乙醇溶液還是采用飽和的苦味酸，均無法達(dá)到原奧氏體晶粒尺寸的統(tǒng)計要求。中國專利申請?zhí)枮?01310244326.4公開了“一種gcr15鋼軸承組件晶粒度快速金相測定方法”，使用該方法可顯示部分大晶粒試樣，對小晶粒試樣無作用，同時加熱過程較繁瑣；中國專利申請?zhí)枮?01210497718.7公開了一種“高合金低碳馬氏體鋼原始晶粒顯示劑及顯示方法”，所述顯示劑雖對高合金低碳馬氏體鋼有明顯效果，但對高碳高合金模具鋼無明顯作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供用于系統(tǒng)顯示高碳高合金模具鋼晶粒長大規(guī)律試驗中原奧氏體晶界的方法。根據(jù)試樣的熱處理過程來選擇不同的腐蝕劑；加熱溫度越高，保溫時間越長，即奧氏體晶粒度級別越低，選擇使用第二金相腐蝕劑；反之，加熱溫度越低，保溫時間越短，即奧氏體晶粒度級別越高，則選擇使用第一金相腐蝕劑。采用第一金相腐蝕劑或者第二金相腐蝕劑腐蝕高碳高合金模具鋼，能夠使高碳高合金模具鋼的原奧氏體晶界顯示清晰連續(xù)，克服了高碳高合金鋼耐腐蝕、晶界顯現(xiàn)困難的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高碳高合金模具鋼原奧氏體晶界的系統(tǒng)顯示方法，該方法根據(jù)試樣的熱處理過程來選擇不同的腐蝕劑；加熱溫度超過1100℃，保溫時間超過400s，選擇使用第二金相腐蝕劑；反之，加熱溫度低于1100℃，保溫時間在400s以內(nèi)，則選擇使用第一金相腐蝕劑；

所述的第一金相腐蝕劑是由三氯化鐵、濃鹽酸和蒸餾水組成，其比例為1g：10ml：20ml，其中濃鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36％-38％；

所述的第二金相腐蝕劑是由濃鹽酸、濃硝酸和蒸餾水組成，其體積比為1：2：1，其中濃鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36％-38％，濃硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65％-68％；

該方法內(nèi)容包括如下步驟：

1、制備試樣：將試樣制成需要的形狀，對試樣進(jìn)行粗磨、細(xì)磨后進(jìn)行拋光至試樣表面光滑、無劃痕；

2、配制腐蝕劑：第一金相腐蝕劑的配制：在室溫下按比例取一定量的三氯化鐵、濃鹽酸和蒸餾水，三氯化鐵研磨后加入蒸餾水中，攪拌溶解后再加入濃鹽酸并搖勻；第二金相腐蝕劑的配制：在室溫下按比例取一定量的濃鹽酸、濃硝酸和蒸餾水，在蒸餾水中加入濃鹽酸，攪拌均勻后再加入濃硝酸并搖勻；

3、腐蝕試樣：將配制好的第一金相腐蝕劑和第二金相腐蝕劑分別倒入兩個蒸發(fā)皿中，每個蒸發(fā)皿中放置一張定性濾紙；將試樣放在定性濾紙上避免試樣與蒸發(fā)皿直接接觸；

如果試樣在熱處理過程中的加熱溫度超過1100℃，保溫時間超過400s，選擇使用第二金相腐蝕劑腐蝕試樣，試樣在第二金相腐蝕劑的侵蝕時間控制在10-15s；腐蝕完成后立即取出依次用清水和無水乙醇清洗并吹干；

如果試樣在熱處理過程中的加熱溫度低于1100℃，保溫時間在400s以內(nèi)，則選擇使用第一金相腐蝕劑腐蝕試樣；試樣在第一金相腐蝕劑的侵蝕時間控制在2-10s，腐蝕完成后立即取出依次用清水和無水乙醇清洗并吹干；

4、采集圖像：在試樣腐蝕結(jié)束后，立即通過光學(xué)顯微鏡進(jìn)行金相顯微組織觀察和圖像采集，最后分析測量晶粒尺寸，進(jìn)行晶粒度評定。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種高碳高合金模具鋼原奧氏體晶界的系統(tǒng)顯示方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有這樣的有益效果：

應(yīng)用本發(fā)明方法能夠系統(tǒng)的顯示不同熱處理條件下高碳高合金模具鋼試樣的晶界；本發(fā)明方法的腐蝕能夠在常溫下進(jìn)行，不需加熱，易于實施，晶界顯示清晰完整，便于準(zhǔn)確測量原奧氏體晶粒度，為此類鋼材生產(chǎn)工藝的制定與優(yōu)化提供依據(jù)。

應(yīng)用本發(fā)明方法能夠清楚分辨高碳高合金模具鋼原奧氏體晶粒大小，解決了高碳高合金模具鋼耐腐蝕、晶界顯現(xiàn)困難的技術(shù)問題，非常有利于晶粒尺寸的測量和晶粒度的評定。

附圖說明

圖1為高碳高合金模具鋼采用硝酸乙醇腐蝕，晶界無法顯示的照片；

圖2為高碳高合金模具鋼采用飽和苦味酸腐蝕，晶界顯示模糊的照片；

圖3為實例3晶粒度級別較高的高碳高合金模具鋼試樣采用第二金相腐蝕劑，晶界無法顯示的照片；

圖4為實例4晶粒度級別較低的高碳高合金模具鋼試樣采用第一金相腐蝕劑，晶界顯示模糊的照片；

圖5為實例1晶粒度級別較高的高碳高合金模具鋼試樣采用第一金相腐蝕劑，晶界顯示清晰連續(xù)的照片；

圖6為實例2晶粒度級別較低的高碳高合金模具鋼試樣采用第二金相腐蝕劑，晶界顯示清晰連續(xù)的照片。

具體實施方式

下面通過附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但這并不意味著對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

實施例1

在高碳高合金模具鋼試樣的熱處理過程中，加熱溫度低于1100℃，保溫時間在400s以內(nèi)，選擇使用第一金相腐蝕劑；

其原奧氏體晶界顯示方法的具體步驟為：

1、制備試樣：通過線切割機(jī)將試樣切成需要的形狀，如果試樣太小不易于夾持可以鑲嵌；試樣經(jīng)不同粒度的金相砂紙作磨料，由粗到細(xì)依次磨光，每次更換小粒度砂紙之前要使試樣磨光面的劃痕方向一致，更換后旋轉(zhuǎn)90度，當(dāng)最小粒度在1000-1200目時可通過拋光機(jī)進(jìn)行拋光，在低倍顯微鏡下試樣表面光滑無劃痕時制樣成功；

2、第一金相腐蝕劑的配制：在室溫下用托盤天平取1克三氯化鐵并研磨，用量筒量取濃鹽酸10毫升和蒸餾水20毫升，在蒸餾水中加入研磨好的三氯化鐵粉末，攪拌溶解后再加入濃鹽酸并搖勻；

3、腐蝕試樣：將配制好的腐蝕劑倒入蒸發(fā)皿中，蒸發(fā)皿中放置一張定性濾紙，將試樣放在濾紙上避免試樣與蒸發(fā)皿直接接觸，將試樣拋光面朝下浸入腐蝕劑中，侵蝕時間控制在2-10s；腐蝕完成后立即取出依次用清水和無水乙醇清洗并吹干；

4、采集圖像：在腐蝕完畢后應(yīng)盡快通過光學(xué)顯微鏡進(jìn)行金相顯微組織觀察和圖像采集；根據(jù)晶粒大小調(diào)節(jié)物鏡倍數(shù)直至視場清晰，采集金相照片分析測量晶粒尺寸，進(jìn)行晶粒度評定；圖5所示為晶粒度級別較高的模具鋼試樣采用第一金相腐蝕劑，晶界顯示清晰連續(xù)的照片。

實施例2

在高碳高合金模具鋼試樣的熱處理過程中，加熱溫度超過1100℃，保溫時間超過400s，使用第二金相腐蝕劑；

其原奧氏體晶界顯示方法的具體步驟為：

1、制備試樣：通過線切割機(jī)將試樣切成需要的形狀，如果試樣太小不易于夾持可以鑲嵌；試樣經(jīng)不同粒度的金相砂紙作磨料，由粗到細(xì)依次磨光，每次更換小粒度砂紙之前要使試樣磨光面的劃痕方向一致，更換后旋轉(zhuǎn)90度，當(dāng)最小粒度在1000-1200目時可通過拋光機(jī)進(jìn)行拋光，在低倍顯微鏡下試樣表面光滑無劃痕時制樣成功；

2、第二金相腐蝕劑的配制：在室溫下量取濃鹽酸10毫升、濃硝酸20毫升和蒸餾水10毫升，在蒸餾水中加入濃鹽酸，攪拌后再加入濃硝酸并搖勻；

3、腐蝕試樣：用鑷子將試樣拋光面朝下浸入腐蝕劑中，侵蝕時間控制在10-15s；可以用鑷子夾持脫脂棉蘸取腐蝕劑擦拭試樣表面以加快腐蝕，腐蝕完成后立即取出依次用清水和無水乙醇清洗并吹干；

4、采集圖像：在腐蝕完畢后應(yīng)盡快通過光學(xué)顯微鏡進(jìn)行金相顯微組織觀察和圖像采集；根據(jù)晶粒大小調(diào)節(jié)物鏡倍數(shù)直至視場清晰，采集金相照片分析測量晶粒尺寸，進(jìn)行晶粒度評定；圖6所示為晶粒度級別較低的模具鋼試樣采用第二金相腐蝕劑，晶界顯示清晰連續(xù)的照片。

由圖5-6可見采用本發(fā)明配方及顯示方法進(jìn)行腐蝕，能夠使得高碳高合金模具鋼的原奧氏體晶界顯示清晰而連續(xù)，有利于進(jìn)行晶粒度的測定。

實施例3

在高碳高合金模具鋼試樣的熱處理過程中，加熱溫度低于1100℃，保溫時間在400s以內(nèi)，若使用第二金相腐蝕劑；

其原奧氏體晶界顯示方法的具體步驟為：

1、制備試樣：通過線切割機(jī)將試樣切成需要的形狀，如果試樣太小不易于夾持可以鑲嵌；試樣經(jīng)不同粒度的金相砂紙作磨料，由粗到細(xì)依次磨光，每次更換小粒度砂紙之前要使試樣磨光面的劃痕方向一致，更換后旋轉(zhuǎn)90度，當(dāng)最小粒度在1000-1200目時可通過拋光機(jī)進(jìn)行拋光，在低倍顯微鏡下試樣表面光滑無劃痕時制樣成功；

2、第二金相腐蝕劑的配制：在室溫下量取濃鹽酸10毫升、濃硝酸20毫升和蒸餾水10毫升，在蒸餾水中加入濃鹽酸，攪拌后再加入濃硝酸并搖勻；

3、腐蝕試樣：將配制好的腐蝕劑倒入蒸發(fā)皿中，蒸發(fā)皿中放置一張定性濾紙，將試樣放在濾紙上避免試樣與蒸發(fā)皿直接接觸，將試樣拋光面朝下浸入腐蝕劑中，侵蝕時間控制在10-15s；腐蝕完成后立即取出依次用清水和無水乙醇清洗并吹干；

4、采集圖像：在腐蝕完畢后應(yīng)盡快通過光學(xué)顯微鏡進(jìn)行金相顯微組織觀察和圖像采集；根據(jù)晶粒大小調(diào)節(jié)物鏡倍數(shù)直至視場清晰，采集金相照片分析測量晶粒尺寸，進(jìn)行晶粒度評定；圖3所示為晶粒度級別較高的模具鋼試樣采用第二金相腐蝕劑，晶界無法顯示的照片。

實施例4

在高碳高合金模具鋼試樣的熱處理過程中，加熱溫度超過1100℃，保溫時間超過400s，若使用第一金相腐蝕劑；

其原奧氏體晶界顯示方法的具體步驟為：

1、制備試樣：通過線切割機(jī)將試樣切成需要的形狀，如果試樣太小不易于夾持可以鑲嵌；試樣經(jīng)不同粒度的金相砂紙作磨料，由粗到細(xì)依次磨光，每次更換小粒度砂紙之前要使試樣磨光面的劃痕方向一致，更換后旋轉(zhuǎn)90度，當(dāng)最小粒度在1000-1200目時可通過拋光機(jī)進(jìn)行拋光，在低倍顯微鏡下試樣表面光滑無劃痕時制樣成功；

2、第一金相腐蝕劑的配制：在室溫下用托盤天平取1克三氯化鐵并研磨，用量筒量取濃鹽酸10毫升和蒸餾水20毫升，在蒸餾水中加入研磨好的三氯化鐵粉末，攪拌溶解后再加入濃鹽酸并搖勻；

3、腐蝕試樣：用鑷子將試樣拋光面朝下浸入腐蝕劑中，侵蝕時間控制在2-10s；可以用鑷子夾持脫脂棉蘸取腐蝕劑擦拭試樣表面以加快腐蝕，腐蝕完成后立即取出依次用清水和無水乙醇清洗并吹干；

4、采集圖像：在腐蝕完畢后應(yīng)盡快通過光學(xué)顯微鏡進(jìn)行金相顯微組織觀察和圖像采集；根據(jù)晶粒大小調(diào)節(jié)物鏡倍數(shù)直至視場清晰，采集金相照片分析測量晶粒尺寸，進(jìn)行晶粒度評定；圖4所示為晶粒度級別較低的模具鋼試樣采用第一金相腐蝕劑，晶界顯示模糊的照片。

由圖3-4可見采用本發(fā)明配方及顯示方法進(jìn)行腐蝕，兩種腐蝕劑必須按特定的條件使用，否則晶界顯示較模糊，不能得到高碳高合金模具鋼的原奧氏體清晰而連續(xù)的晶界，測定晶粒度較難進(jìn)行。