CN105865881B - 一种显示85Cr2MnMo衬板钢原奥氏体晶界的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种清晰显示85Cr2MnMo衬板钢原奥氏体晶界的方法，包括以下步骤：(1)制样；(2)测定相变温度:通过热膨胀法测得85Cr2MnMo钢的Accm（渗碳体和碳化物完全溶入奥氏体）温度为835℃；(3)淬火处理：将试样加热至860℃~920℃，保温60min后迅速淬入10号机油中；(4)腐蚀：将100ml去离子水、4g苦味酸、2g海鸥牌洗头膏及0.1g CuCl2.2H2O混合，制成腐蚀剂，并放入55℃~60℃的水浴锅中保温；将淬火后研磨并抛光好的试样放入腐蚀剂中，侵蚀50~60s后取出，用蘸有酒精的脱脂棉擦去表面的反应物，冲洗干净并吹干。在光学显微镜下观察，本发明可以清晰显示85Cr2MnMo衬板钢的原奥氏体晶界，同时不显示基体组织，为奥氏体晶粒度的准确评级提供了基础。

Description

一种显示85Cr2MnMo衬板钢原奥氏体晶界的方法
技术领域
本发明属于热处理质量检测技术领域，具体涉及一种清晰显示85Cr2MnMo原奥氏体晶界的方法。
背景技术
热处理工艺过程中，钢的原始奥氏体晶粒大小直接影响钢的力学性能。奥氏体晶粒细小的钢具有高的强度和韧性；奥氏体晶粒粗大的钢强度低、塑性差、脆性增加, 所制造的零件在使用中易发生断裂、早期失效等事故；且晶粒粗大的钢在淬火过程中容易变形、开裂，因此准确显示钢的奥氏体晶粒具有十分重要的意义。
钢的原奥氏体晶界的表征方法有多种。兰英斌等采用苦味酸、洗头膏的侵蚀剂清晰显示了20CrMnTi、35CrMo和40Cr钢的奥氏体晶界(兰英斌, 窦连福, ***. 钢的原奥氏体晶界的显示. 物理测试, 1994(06):40-41)。罗宏等采用饱和苦味酸、十二烷基苯磺酸钠的混合溶液清晰显示了珠光体耐热钢调质处理后的奥氏体晶界(罗宏, 曾辉. 珠光体耐热钢调质处理后的晶界显示. 金属热处理,2005,30(12):91-92.)。杨湄等用苦味酸，餐具洗洁精按一定比例配制的溶液清晰显示了淬火态40Cr钢的奥氏体晶界(杨湄, 胡志华. 一种显示淬火钢奥氏体晶界的方法. 四川工业学院学报, 2002,21(1):65-67)。但是，对于85Cr2MnMo衬板钢，上述几种侵蚀剂的显示效果并不理想。
在经过反复的实验摸索及腐蚀剂对比，本发明采用苦味酸溶液、海鸥牌洗头膏及CuCl2的侵蚀剂，在55℃恒温水浴中腐蚀，清晰的显示了85Cr2MnMo钢油淬后的原奥氏体晶界。
发明内容
本发明的目的是针对现有原奥氏体晶界腐蚀剂存在的缺点，提供了一种显示85Cr2MnMo钢原奥氏体晶界的方法，该方法能够清晰显示85Cr2MnMo钢原奥氏体晶界，同时又不显示基体组织，提高了奥氏体晶粒度的检测准确性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种显示85Cr2MnMo衬板钢原奥氏体晶界的腐蚀方法包括以下工艺过程：
A.制样。分别从工业生产的两种衬板上切取热处理试块及热膨胀试样。
B.测临界点。通过热膨胀法测得两种钢的Accm（渗碳体和碳化物完全溶入奥氏体）温度为835℃。
C.淬火处理。根据步骤(2)中测得的临界点，试样的加热温度为860℃~920℃，保温60min后迅速淬入10号机油中，冷却后取出洗净，进行研磨、抛光。
D.腐蚀剂配制与腐蚀。腐蚀液的配方为100ml去离子水、4g苦味酸、2g洗头膏及0.1g CuCl2.2H2O。首先将4g苦味酸和2g海鸥牌洗头膏加入到100ml去离子水中，在55℃~65℃的恒温水浴中加热溶解，并不断搅拌，直至苦味酸和洗头膏全部溶解；然后加入0.1gCuCl2∙2H2O，并充分搅拌，使溶液混合均匀。将配制好的溶液在55℃~65℃的恒温水浴中保温20min。用镊子夹住试样，抛光面竖直朝上放置，完全浸入腐蚀液中并不断搅动。在55℃~65℃的条件下侵蚀50~60s后取出试样，迅速用流水冲洗，并用蘸有无水乙醇的脱脂棉轻轻擦去试样表面的反应物，最后用酒精清洗并用吹风机吹干。在光学显微镜下即可观察到清晰的奥氏体晶界。
与现有技术相比，本发明具有以下优点:
(1)本发明以一定的比例将苦味酸、海鸥牌洗头膏及CuCl2∙2H2O配制成腐蚀液，并通过在合适的温度下侵蚀，达到了清晰显示85Cr2MnMo衬板钢原奥氏体晶界的目的，为奥氏体晶粒度的准确评级提供了基础。
(2)本发明的制样过程及热处理工艺参数的设置，为85Cr2MnMo衬板钢原奥氏体晶界的显示提供了良好的基础，具有效率高、显示效果清晰的特点；同时，也反应了不同的淬火温度及细化晶粒元素对奥氏体晶粒度的影响，对球磨机衬板的生产工艺具有指导作用。
附图说明
图1为实施例1中不含铌试样在880℃油淬后的奥氏体晶界图片。
图2为实施例1中不含铌试样在910℃油淬后的奥氏体晶界图片。
图3为实施例2中含0.1%铌试样在880℃油淬后的奥氏体晶界图片。
图4为实施例2中含0.1%铌试样在910℃油淬后的奥氏体晶界图片。
具体实施方式
下面根据附图和具体实施例对本发明做进一步说明，以便本领域技术人员可以更好的了解发明，但它们不对本发明构成限定：
实施例1
本实施例中试样的化学成分为C：0.83%，Si：0.43%，Mn：0.77%，Cr：1.91%，Mo：0.34%，Ni：0.12%，P：0.035%，S：0.028%，其余为Fe及不可避免的杂质。具体步骤如下：
A．制样。从工业生产的衬板上切取10×10×15mm尺寸的热处理试块两个，ϕ4×10mm尺寸的热膨胀试样三个。热膨胀试样的两端面的粗糙度为Ra0.8，且两端面必须保证互相平行，并垂直于圆棒的轴线。
B．测临界点。根据膨胀法测定钢临界点的标准《YB/T 5127-93》中规定的参数，测得其Accm（渗碳体和碳化物完全溶入奥氏体）温度约为835℃。
C．淬火处理。将试样分批放入加热炉中，尽量靠近炉中热电偶的位置放置，确保试样所处位置的温度与热电偶测量的温度相同。以400℃/h的升温速率加热至880℃和910℃，保温60min后用坩埚钳夹起试块迅速淬入盛有大量10号机油的淬火槽中。将冷透的试样取出，洗净后研磨、抛光。
D．腐蚀。腐蚀剂配制与腐蚀：腐蚀液的配方为100ml去离子水、4g苦味酸、2g洗头膏及0.1g CuCl2∙2H2O。首先将4g苦味酸和2g海鸥牌洗头膏加入到100ml去离子水中，在55℃的恒温水浴中加热溶解，并不断搅拌，直至苦味酸和洗头膏全部溶解；然后加入0.1g CuCl2∙2H2O，并充分搅拌，使溶液混合均匀。将配制好的溶液在55℃的恒温水浴中保温20min。用镊子夹住试样，抛光面竖直朝上放置，完全浸入腐蚀液中并不断搅动。在55℃的条件下侵蚀60s后取出试样，迅速用流水冲洗，并用蘸有无水乙醇的脱脂棉轻轻擦去试样表面的反应物，最后用酒精清洗并用吹风机吹干。在光学显微镜下即可观察到清晰的奥氏体晶界。图1和图2是采用本发明显示出的85Cr2MnMo的原奥氏体晶界。
实施例2
本实施例中试样的化学成分为C：0.79%，Si：0.39%，Mn：0.85%，Cr：1.90%，Mo：0.36%，Ni：0.10%，P：0.029%，S：0.014%，Nb：0.1%，其余为Fe及不可避免的杂质。具体步骤如下:
A.制样。从工业生产的衬板上切取10×10×15mm尺寸的热处理试块两个，ϕ4×10mm尺寸的热膨胀试样三个。热膨胀试样的两端面的粗糙度为Ra0.8，且两端面必须保证互相平行，并垂直于圆棒的轴线。
B.测临界点。根据膨胀法测定钢临界点的标准《YB/T 5127-93》中规定的参数，测得其Accm（渗碳体和碳化物完全溶入奥氏体）温度约为835℃。
C.淬火处理。将试样分批放入加热炉中，尽量靠近炉中热电偶的位置放置，确保试样所处位置的温度与热电偶测量的温度相同。以400℃/h的升温速率加热至880℃和910℃，保温60min后用坩埚钳夹起试块迅速淬入盛有大量10号机油的淬火槽中。将冷透的试样取出，洗净后研磨、抛光。
D.腐蚀。腐蚀剂配制与腐蚀：腐蚀液的配方为100ml去离子水、4g苦味酸、2g洗头膏及0.1g CuCl2∙2H2O。首先将4g苦味酸和2g海鸥牌洗头膏加入到100ml去离子水中，在55℃的恒温水浴中加热溶解，并不断搅拌，直至苦味酸和洗头膏全部溶解；然后加入0.1g CuCl2∙2H2O，并充分搅拌，使溶液混合均匀。将配制好的溶液在55℃的恒温水浴中保温20min。用镊子夹住试样，抛光面竖直朝上放置，完全浸入腐蚀液中并不断搅动。在55℃的条件下侵蚀60s后取出试样，迅速用流水冲洗，并用蘸有无水乙醇的脱脂棉轻轻擦去试样表面的反应物，最后用酒精清洗并用吹风机吹干。在光学显微镜下即可观察到清晰的奥氏体晶界。图3和图4是采用本发明显示出的85Cr2MnMo的原奥氏体晶界。

Claims (1)

1.一种显示85Cr2MnMo衬板钢原奥氏体晶界的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A.制样：从衬板上切取热处理试块及热膨胀试样；
B.测临界点：利用热膨胀法测定其渗碳体和碳化物完全溶入奥氏体的温度为835℃；
C.淬火处理：将试样加热至860℃~920℃，保温60min后迅速淬入10号机油中；
D.腐蚀：将100ml去离子水、4g苦味酸、2g海鸥牌洗头膏及0.1g CuCl2·2H2O混合，制成腐蚀剂；用水浴锅将腐蚀剂加热到55℃~65℃并保温；用镊子夹住抛光好的试样，抛光面朝上放置，完全浸入腐蚀液中并不断搅动；侵蚀50~60s后取出试样，迅速用流水冲洗，并用蘸有无水乙醇的脱脂棉轻轻擦去试样表面的反应物，最后用酒精清洗并吹干；在光学显微镜下即可观察到清晰的奥氏体晶界。
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