一種twip鋼金相試樣製備劑及使用方法
2023-06-05 04:34:51 1
專利名稱：一種twip鋼金相試樣製備劑及使用方法
—種TWIP鋼金相試樣製備劑及使用方法技術領域
本發明屬於金屬材料技術領域，具體為一種TWIP金相試樣製備劑及使用方法，可使TWIP鋼的金相組織清晰、晶界及孿晶界完整。
背景技術：
隨著世界範圍內能源供應緊張和環境壓力的持續加大，促使汽車工業向輕量化發展，以實現節能、降耗、環保、安全的目標。
汽車輕量化要求汽車用鋼具有高強度及高塑、韌性，為滿足這一要求，目前鋼鐵企業已經推出的雙相(DP)鋼、相變誘導塑性(TRIP)鋼及復相(CP)鋼等高強度鋼並正在開發高錳含量的孿生誘導塑性(TWIP)鋼。這些高強度汽車用鋼中TWIP鋼無疑最具優勢其斷後延伸率可達35% - 95%，抗拉強度一般在600 - 1200MPa，其強塑積高達50000MPa · %，是高強TRIP鋼的兩倍，這不僅保證了汽車輕量化，也使得洗車在撞擊時的安全性。
由於TWIP在性能上的優勢，國內外各大鋼鐵公司均積極開發TWIP鋼，韓國浦項已經成功地開發出商用TWIP鋼。由於組織結構、晶粒度決定了 TWIP鋼的實際性能。因此，在 TffIP鋼開發中首先必須研究TWIP的組織和晶粒度。而研究TWIP鋼組織和晶粒度，必須選擇合適的侵蝕劑和侵蝕方法。目前國內外均無相關專利文獻，其它文獻中有相關內容，但主要使用普適的金相試樣侵蝕劑(volume 2%nital),圖片效果較差,不利於TWIP鋼的研究。 雖然部分文獻給出了一些特殊的TWIP鋼金相試樣製備方法，但效果仍然不盡人意。
TWIP鋼中由於錳含量較高(一般在15%以上)，按常規方法(硝酸酒精作侵蝕劑)製備金相試樣時，試樣表面有一層難以除去的較厚氧化膜，造成部分晶界、孿晶界不全，致使 TffIP鋼中多個實際晶粒顯示襯度相同，造成TWIP鋼晶粒度被人為粗化，而且金相圖片質量不高，嚴重影響TWIP鋼的組織觀察。
「時效處理對超高錳鋼組織和性能的影響」(《鑄造》，vol. 53，No8)中，採用4%硝酸酒精製備試樣，晶界不能完全顯示。
「汽車用輕質TWIP鋼的組織演變規律」(《鞍鋼技術》，2010. I)也採用4%硝酸酒精的常規方法，晶界顯示不完全。
"Fe-Mn-C系TWIP鋼的組織和性能」(《上海金屬》，vol. 29，No. 5)中，未提及金相試樣製備方法，但其圖片質量很差，晶界顯示不全。
「合金化高錳鋼組織形態與磨損性能」(《現代機械》，2001. 2)，未提及金相制樣方法，但文獻中的照片質量低劣，基本無法區分。
綜合檢索的文獻資料，TWIP鋼(或者高錳鋼)金相試樣的製備方法以不同濃度的硝酸酒精為主，效果欠佳。發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的針對TWIP鋼金相制樣採用硝酸酒精作為侵蝕劑，存在組織不清晰、晶界及孿晶界顯示不完整，圖片質量不高，不能滿足TWIP研究的需要，本發明提供一種可明顯改善TWIP金相試樣質量的方法，可以使TWIP鋼組織清 晰，晶界及孿晶界顯示完整。同時，也可應用於相同鋼種的形變樣品中。本發明的目的是通過如下技術方案實現本發明為一種TWIP鋼金相制樣製備劑及使用方法，製備劑包括侵蝕劑和清洗劑。侵蝕劑是體積比為(1-3) : (0. 2-0. 5) : 100的硝酸+鹽酸+酒精溶液；清洗劑是體積比為(0. 1-0. 4) : 100的鹽酸水溶液。鹽酸、硝酸是實驗室常用的濃酸，濃度分別為37%和69%。使用方法將拋光後的金相磨麵浸入侵蝕劑中，停留40-80秒，取出試樣後直接放入裝有清 洗劑的燒杯中，放在超聲波清洗器中振蕩清洗60-80秒。取出在50-70 V的溫水中清洗 20-40秒，吹乾即可進行金相觀察。本發明的原理如下本發明選擇較低濃度的硝酸+鹽酸酒精溶液，是由於TWIP鋼中錳含量較高，不耐 腐蝕。而硝酸的氧化性強，容易在TWIP鋼整個表面形成較厚的氧化膜，使得TWIP鋼的晶界、 孿晶界顯示效果不佳。所以選用低濃度的溶液並加入了鹽酸，加入鹽酸是利用鹽酸的酸性 來部分溶解腐蝕產物並降低氧化膜在TWIP鋼表面的附著力，便於隨後的清洗。利用低濃度 的鹽酸水溶液作為清洗劑是利用鹽酸的酸性，來溶解在侵蝕過程中生成的氧化產物，使金 相試樣中沒有氧化膜並在晶界形成進一步的擇優腐蝕，增強晶界與晶內的襯度差，便於金 相觀察。1、本發明從選擇製備TWIP鋼金相試樣侵蝕劑出發，並使用清洗溶液進行超聲波 清洗，使得TWIP鋼的晶界更加清晰、明銳，組織更容易辨識。2、本發明所有採用的侵蝕劑、清洗劑及清洗方法簡單、適用，極易在實驗室中推廣 使用。3、本發明可以顯著提TWIP鋼金相圖片的質量，並提高TWIP鋼金相定量分析的精度。
圖1是常規侵蝕劑(2-4 V%的硝酸酒精溶液)製備的TWIP鋼(猛含量18%)的金相 圖片；圖2為實施例1的TWIP鋼金相組織；圖3為實施例2的TWIP鋼金相組織；圖4為實施例3的TWIP鋼金相組織。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明圖1是常規侵蝕劑(2-4 V%的硝酸酒精溶液)製備的TWIP鋼(猛含量18%)的金相 圖片，圖片襯度不佳，晶界及孿晶界顯示不完整。實施例1 :以未變形的Mnl8鋼為例，將拋光後的金相磨麵浸入體積比為1:0.5:100硝酸CN 102914465 A書明說3/3頁(37%)+鹽酸(69%)+酒精侵蝕劑中，侵蝕時間45秒。然後放入體積比為O. 4:100的鹽酸 (37%) +去離子水的清洗劑是中，超聲波振蕩清洗60秒，用電吹風吹乾，製成金相試樣。
效果見圖面說明圖2。晶界完整、清晰，在晶粒間反差不大的情況下，不存在沒有顯示出來的晶界，並且退火孿晶晶界明顯。
實施例2
以未變形的Mn25鋼為例，將拋光後的金相磨麵浸入體積比為I. 8:0. 2:100硝酸 (69%) +鹽酸(37%) +酒精的侵蝕劑中，侵蝕時間60秒。然後放入體積比為O. 2:100的鹽酸 (37%)+去離子水的清洗劑是中，超聲波振蕩清洗75秒，用電吹風吹乾，製成金相試樣。
效果見圖面說明圖3。晶界完整、清晰，沒有顯示不全的晶界，退火孿晶晶界也十分明顯。
實施例3
以經過變形的Mnl8鋼為例，將拋光後的金相磨麵浸入體積比為3:0. 4:100硝酸 (69%) +鹽酸(37%) +酒精的侵蝕劑中，侵蝕時間50秒。然後放入體積比為O. 3:100的鹽酸 (37%) +去離子水的清洗劑中，超聲波振蕩清洗80秒，用電吹風吹乾，製成金相試樣。
效果見圖面說明圖3。清晰地顯示出了由於形變織構造成的不同晶粒間反差加大， 晶界清晰，退火孿晶仍然可以區分，並且密集的形變孿晶也十分清晰。
採用本發明的侵蝕劑及方法來製備TWIP鋼金相試樣，相對對於常規的金相制樣方法具有組織清晰、晶界完整的優點。該方法還適用於不同錳含量的TWIP鋼(或者普通意義的高錳鋼)。同時本方法也可應用於形變後的TWIP鋼金相試樣製備，能夠清楚地顯示形變孿晶。`權利要求
1.一種TWIP鋼金相制樣製備劑，其特徵在於包括侵蝕劑和清洗劑，侵蝕劑是體積比為(1-3):(0.2-0.5):100的硝酸+鹽酸+酒精溶液；清洗劑是體積比為(O. 1-0.4)100的鹽酸水溶液。
2.根據權利要求I所述的TWIP鋼金相制樣製備劑，其特徵在於所述的鹽酸、硝酸濃度分別為37%和69%。
3.一種根據權利要求I所述的TWIP鋼金相制樣製備劑的使用方法，其特徵在於將拋光後的金相磨麵浸入侵蝕劑中，停留40-80秒，取出試樣後直接放入裝有清洗劑的燒杯中， 放在超聲波清洗器中振蕩清洗60-80秒；取出在50-70°C的溫水中清洗20-40秒，吹乾即可進行金相觀察。
全文摘要
本發明公開一種TWIP鋼金相制樣製備劑，包括侵蝕劑和清洗劑，侵蝕劑是體積比為(1-3)(0.2-0.5)100 的硝酸+鹽酸+酒精溶液；清洗劑是體積比為(0.1-0.4)100的鹽酸水溶液。將拋光後的金相磨麵浸入侵蝕劑中，停留40-80秒，取出試樣後直接放入裝有清洗劑的燒杯中，放在超聲波清洗器中振蕩清洗60-80秒；取出在50-70℃的溫水中清洗20-40秒,吹乾即可進行金相觀察。
文檔編號G01N1/32GK102914465SQ20121040865
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日
發明者徐榮傑, 劉仁東, 郭金宇, 王旭, 王科強, 魏世同, 呂冬 申請人:鞍鋼股份有限公司