CN113865953B - 一种金相法显示及评定低碳冲压用钢中晶界碳化物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属检测技术领域，提供了一种金相法显示及评定低碳冲压用钢中晶界碳化物的方法，包括制样、化学腐蚀和金相显微镜观察及评定，其中所述化学腐蚀所用侵蚀剂由硫酸酒精溶液和氯化钠水溶液配制而成。本发明提供的方法可以清晰完整地显示低碳冲压用钢中晶内处和晶界处碳化物的形貌、尺寸及分布状态，且具有检测分析费用低、安全、快速、简单、易操作的特点。
Description
技术领域
本发明属于检测技术领域，具体涉及一种金相法显示及评定低碳冲压用钢中晶界碳化物的方法。
背景技术
低碳冲压用铝镇静钢中碳化物的数量、形态、分布直接影响其使用性能，是解决低碳冲压用钢的冲压开裂问题的关键因素；晶界上碳化物的形态直接影响其冲压性能。目前碳化物的显示及评定采用4%的硝酸酒精腐蚀或者苦味酸侵蚀，用金相显微镜或者扫描电镜借助EBSD分析；但采用4%硝酸酒精侵蚀，只能将显示晶内的颗粒状碳化物，对于晶界处的条状或是短棒状的碳化物，不能显示；而苦味酸有毒，属于危险品；且上述方法还存在制样困难，操作繁琐，成本高，评定比例不准确的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种金相法显示及评定低碳冲压用钢中晶界碳化物的方法，该方法可以将组织中晶界和晶内的碳化物全部显示出来，可以快速、准确、安全地观察晶内及晶界处碳化物的形态、数量、及分布，并且准确地评定碳化物的比例，准确反应其使用性能。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：
一种金相法显示及评定低碳冲压用钢中晶界碳化物的方法，所述方法包括制样、化学腐蚀和显微镜观察及评定，其中所述化学腐蚀所用侵蚀剂由硫酸酒精溶液和氯化钠水溶液配制而成。
本发明所述硫酸酒精溶液的体积浓度为0.03-0.08%。
本发明所述氯化钠水溶液的质量浓度为0.1-0.25%。
本发明所述侵蚀剂由硫酸酒精溶液和氯化钠水溶液按2～5:1比例配制而成。
本发明所述化学腐蚀的腐蚀时间为1～8s。
本发明所述制样的具体操作为：取低碳冲压用钢钢板，切取一部分试样作为样品，然后对样品依次进行镶嵌、抛光处理。
本发明所述镶嵌、抛光处理的具体操作为：将试样放到Simlimet 3000自动金相镶嵌机里进行镶嵌；将镶嵌样品粗磨后依次在280#、400#、600#、800#金相砂纸上磨平，磨平方向与上一道划痕方向垂直；然后以转速为300-1400转/分的速度抛光1-5分钟。
化学腐蚀完成后，将试样用无水乙醇冲洗干净，吹干，然后放至ZEISS金相显微镜下观察，得到碳化物金相图片；在金相分析软件中打开采集的金相图片，选取填充颜色功能，将碳化物填充颜色，提取碳化物，利用二值化对图片处理，评定碳化物百分含量。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本发明采用0.03-0.08%的硫酸酒精溶液和0.1-0.25%的NaCl水溶液作为侵蚀剂，可以清楚地显示低碳冲压用钢的晶界及晶内碳化物的形态、比例和尺寸，解决了传统硝酸酒精侵蚀剂不能清晰显示晶界处短棒状和点状的碳化物的问题。
2.本发明方法评定的碳化物比例准确，具有代表性，能直接反映钢材的使用性能。
3、本发明的方法采用的侵蚀剂安全，对人体无伤害，无毒，且具有检测分析费用低、快速、简单、安全的特点。
附图说明
图1为实施例1得到的碳化物组织图；
图2为实施例2得到的碳化物组织图；
图3为实施例3得到的碳化物组织图；
图4为对比例1得到的金相组织图；
图5为对比例1得到的碳化物组织图；
图6为对比例2得到的金相组织图；
图7为对比例3得到的金相组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
牌号为DC01的低碳冲压用钢中碳化物的金相制样及显示方法，包括制样、化学腐蚀和显微镜观察，具体步骤如下：
（1）制样：切取一块15*15mm的钢板，放到Simlimet 3000自动金相镶嵌机里进行镶嵌，镶好的样品经MPJ-35金相试样磨平机粗磨至表面平整，划痕深浅一致；再依次经280#-400#-600#-800#金相砂纸进行细磨，每一道次磨平方向都垂直于上一道次的划痕方向；最后放到宇舟抛光机上进行抛光，采用200mm的压敏胶呢绒抛光布，将抛光布上均匀喷洒上水后，均匀喷洒华灵牌2.5微米的高效金相抛光剂，以转速为1400转/分的速度抛光1.5分钟。
（2）化学腐蚀：所用侵蚀剂由体积浓度为0.05%的硫酸酒精溶液和质量浓度为0.1%的NaCl水溶液按3:1比例配制而成，侵蚀时间为8s；
（3）显微镜观察：化学腐蚀后，用无水乙醇冲洗干净，吹风机吹干，然后放至ZEISS金相显微镜下观察，能得到清晰的碳化物的形貌，见图1。
（4）比例评定：在金相分析软件中打开步骤（3）采集的金相图片1，选择填充颜色功能，将碳化物填充颜色，提取碳化物，利用二值化对图片处理，评定百分含量为1.5%。
实施例2
牌号为DC51D+Z低碳冲压用镀锌板中碳化物的金相制样及显示方法，包括制样、化学腐蚀和显微镜观察，具体工艺步骤如下所述：
（1）制样：切取一块15*15mm的钢板，放到Simlimet 3000自动金相镶嵌机里进行镶嵌，镶好的样品经MPJ-35金相试样磨平机粗磨至表面平整，划痕深浅一致；再依次经280#-400#-600#-800#金相砂纸进行细磨，每一道次磨平方向都垂直于上一道次的划痕方向；最后放到宇舟抛光机上进行抛光，采用200mm的压敏胶呢绒抛光布，将抛光布上均匀喷洒上水后，均匀喷洒华灵牌0.5微米的高效金相抛光剂，以转速为1400转/分的速度抛光不超过3分钟。
（2）化学腐蚀：所用侵蚀剂由体积浓度为0.08%的硫酸酒精和质量浓度为0.15%的NaCl水溶液2:1比例配制而成，侵蚀时间为4s；
（3）显微镜观察：化学腐蚀后，将试样用无水乙醇冲洗干净，吹风机吹干，然后放至ZISS金相显微镜下观察，能得到清晰的游离渗碳体形貌，见图2。
（4）比例评定：在金相分析软件中打开步骤（3）采集的金相图片2，选择填充颜色功能，将碳化物填充颜色，提取碳化物，利用二值化对图片处理，评定百分含量为2.5%。
实施例3
牌号为DC03的低碳冲压用钢中碳化物的金相制样及显示方法，包括制样、化学腐蚀和显微镜观察，具体步骤如下：
（1）制样：切取一块15*15mm的钢板，放到Simlimet 3000自动金相镶嵌机里进行镶嵌，镶好的样品经MPJ-35金相试样磨平机粗磨至表面平整，划痕深浅一致；再依次经280#-400#-600#-800#金相砂纸进行细磨，每一道次磨平方向都垂直于上一道次的划痕方向；最后放到宇舟抛光机上进行抛光，采用200mm的压敏胶呢绒抛光布，将抛光布上均匀喷洒上水后，均匀喷洒华灵牌2.5微米的高效金相抛光剂，以转速为1400转/分的速度抛光2分钟。
（2）化学腐蚀：所用侵蚀剂由体积浓度为0.03%的硫酸酒精溶液和质量浓度为0.25%的NaCl水溶液按5:1比例配制而成，侵蚀时间为1s；
（3）显微镜观察：化学腐蚀后，将试样用无水乙醇冲洗干净，吹风机吹干，然后放至ZISS金相显微镜下观察，能得到清晰的碳化物的形貌，见图3。
（4）比例评定：在金相分析软件中打开步骤（3）采集的金相图片3，选择填充颜色功能，将碳化物填充颜色，提取碳化物，利用二值化对图片处理，评定百分含量为3.5%。
对比例1
本对比例与实施例1不同之处在于化学腐蚀采用的侵蚀剂不同，本对比例采用的侵蚀剂为4%的HNO3酒精，侵蚀时间为4s；化学腐蚀完成后，将试样用无水乙醇冲洗干净，吹风机吹干，然后放至ZISS金相显微镜下观察，不能得到晶界处的碳化物形貌，见图4；使用扫描电镜观察碳化物图，见图5，由于扫描电镜是微观的形貌观察，只能评定微小区域的碳化物的百分含量，同时费用比金相观察方式高。
对比例2
本对比例与实施例2不同之处在于化学腐蚀采用的侵蚀剂不同，本对比例采用的侵蚀剂为4%的HNO3酒精，侵蚀时间为5s；化学腐蚀完成后，将试样用无水乙醇冲洗干净，吹风机吹干，然后放至ZISS金相显微镜下观察，不能得到晶界处的碳化物形貌，见图6。
对比例3
本对比例与实施例3不同之处在于化学腐蚀采用的侵蚀剂不同，本对比例采用的侵蚀剂为4%的HNO3酒精，侵蚀时间为6s；化学腐蚀完成后，将试样用无水乙醇冲洗干净，吹风机吹干，然后放至ZISS金相显微镜下观察，不能得到晶界处的碳化物形貌，见图7。
Claims (3)
1.一种金相法显示及评定低碳冲压用钢中晶界碳化物的方法，其特征在于：所述方法包括制样、化学腐蚀和金相显微镜观察及评定，其中所述化学腐蚀所用侵蚀剂由硫酸酒精溶液和氯化钠水溶液配制而成；所述硫酸酒精溶液的体积浓度为0.03-0.08%；所述氯化钠水溶液的质量浓度为0.1-0.25%；所述侵蚀剂由硫酸酒精溶液和氯化钠水溶液按2～5:1比例配制而成；所述化学腐蚀的腐蚀时间为1～8s。
2.根据权利要求1所述的一种金相法显示及评定低碳冲压用钢中晶界碳化物的方法，其特征在于：所述制样的具体操作为：取低碳冲压用钢钢板，切取一部分试样作为样品，然后对样品依次进行镶嵌、抛光处理。
3.根据权利要求1所述的一种金相法显示及评定低碳冲压用钢中晶界碳化物的方法，其特征在于：所述晶界碳化物的评定方法具体为：化学腐蚀完成后，将试样用无水乙醇冲洗干净，吹干，然后放至金相显微镜下观察，得到碳化物金相图片；在金相分析软件中打开采集的金相图片，选取填充颜色功能，将碳化物填充颜色，提取碳化物，利用二值化对图片处理，评定碳化物百分含量。
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