車輪鋼中鐵素體含量的定量檢測方法
2023-05-08 06:22:31 1
專利名稱：車輪鋼中鐵素體含量的定量檢測方法
技術領域：
本發明屬於屬於鋼鐵材料金相組織顯微檢驗方法領域，特別涉及車輪鋼鐵素體含量的定量檢測方法。
背景技術：
珠光體+斷續網狀鐵素體是車輪鋼最基本的組織形態，鐵素體的含量、珠光體的形態以及珠光體團的尺寸都會直接影響到車輪鋼的使用性能。隨著高速動車組車輪研究的深入開展，組織的定性檢測已不能滿足研究需要，網狀鐵素體的含量、珠光體片間距的測定等定量檢測手段研究變得日益迫切。計算機圖像分析技術是當前定量檢測的主要手段，其原理是利用不同的灰度範圍區分不同的組織，通過設置灰度門檻值來確定相應組織的含量。但是這種檢測方法最大的局限性在於，對於不同形態而顏色襯度相近的組織無法進行區分，從而就無法做到準確的定量檢測。
通常的鐵素體的檢測方法為硝酸酒精腐蝕法，包括金相試樣製備步驟、腐蝕步驟、計算機鐵素體含量處理步驟，在以往珠光體+鐵素體型組織的定量檢測中，由於珠光體呈灰黑色，鐵素體呈亮白色，因而能夠輕易地利用灰度的差別將兩種組織區分開來，從而得到準確的定量檢測結果。但是在車輪鋼中，由於珠光體組織本身就是一層鐵素體+ —層滲碳體，在珠光體片間距較粗的情況下，光學鏡頭下的珠光體中的滲碳體和部分截面不同而呈現的顏色襯度應與網狀鐵素體在顏色襯度上並無太大差別，所以利用灰度進行組織提取的過程中導致這部分珠光體與鐵素體組織無法進行區分，造成檢測結果中實際鐵素體的含量被放大。這種珠光體含量越高，檢測結果偏離實際情況越大，通常達到30%以上，使得定量檢測的準確度急劇降低。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種改變試樣的侵蝕方法，使珠光體組織與鐵素體組織的顏色襯度發生改變，達到利用灰度可以區分兩種組織的目的，從而進行鐵素體定量檢測。本發明解決技術問題的技術方案為車輪鋼中鐵素體含量的定量檢測方法，包括金相試樣製備步驟、腐蝕步驟、計算機鐵素體含量處理步驟；所述的腐蝕步驟為將金相試樣室溫(20_25°C)浸入試劑內，試樣面朝上，試樣面浸入深度距液面高度為5-10mm，侵蝕時間10-30分鐘，待試樣面變成灰色時取出用清水衝洗乾淨，即可。所述的試劑為飽和苦味酸水溶液。所述的金相試樣製備步驟包括以下工序粗磨工序將試樣在金相試樣磨平機上進行粗磨平，把不需要的稜角、尖角、飛邊全部倒角；細磨工序在自動磨樣機上分別用240#、600#、1000#金相砂紙進行細磨；
粗拋工序拋光時使磨麵均衡地輕壓在旋轉的拋光碟上，不停地轉動拋光的方向，在拋光碟的1/2處拋磨，拋光過程應不時補充拋光液；要掌握好合適的拋光溼度，若水分太多，會減弱拋光磨削作用、增加滾壓作用，易呈現浮雕。如果拋光絨布上溼度過低，拋光時的潤滑作用極差，磨麵將變得晦暗而有黑斑。拋光絨布的溼度當磨片提離拋光碟後，水膜在I一5s完成蒸發。所述的拋光液為高效金剛石噴霧劑(武漢三靈科技產業有限公司)精拋工序精拋光採用的絨毛較細的 物。拋光的目的是為了除去金相磨麵上因細磨而留下的細劃痕。一方面為了拋掉磨麵上的痕跡，另一方面為了消除磨麵上的形變擾亂層。使試樣表面變為光滑無暇的鏡面。而拋光是金相試樣製備過程中的最後一道操作，它拋光的好壞直接影響到試樣的觀察與腐蝕。金相試樣的拋光一般分為機械拋光、電解拋光、化學拋光，目前常用的就是機械拋光。拋光磨料用作金相拋光常用的磨料有氧化鋁、氧化鉻、氧化鎂、金剛石研磨膏。本發明所用的目前廣泛使用的高效金相拋光劑(主要成分是金剛石微粉和研磨介質)。拋光織物拋光織物有呢子、細毛絨、絲絨、細帆布。根據拋光材料的軟硬、粗拋、精拋不同要求來選擇拋光織物，粗拋選擇呢子，細拋(精拋選擇細毛絨或絲絨)。由於苦味酸是一種弱腐蝕劑，在晶界及析出物觀察方面比硝酸酒精有優勢。可以淡化不同珠光體組織之間的晶體學位相關係。本發明與現有技術相比，通過改變侵蝕方法，使珠光體組織與鐵素體組織的顏色襯度發生改變，達到利用灰度可以區分兩種組織的目的，為準確識別該鋼種的微觀組織定量相分析提供了保證，檢測結果與現實結果的差在5%以內。
圖I為實施例I的苦味酸腐蝕組織圖；圖2為實施例I的鐵素體含量提取圖；圖3為實施例2的硝酸酒精腐蝕組織圖；圖4為實施例2的鐵素體含量提取具體實施例方式下面結合實施例對本發明作詳細的說明。實施例I :本發明的金相試樣為車輪鋼試樣CL60車輪鋼中鐵素體含量的定量檢測方法，包括金相試樣製備步驟、腐蝕步驟、計算機鐵素體含量處理步驟；所述的金相試樣製備步驟包括以下工序粗磨工序將試樣在金相試樣磨平機上進行粗磨平，把不需要的稜角、尖角、飛邊全部倒角；細磨工序在自動磨樣機上分別用240#、600#、1000#金相砂紙進行細磨；經粗磨後的試樣表面雖已平整，但還存在較深的磨痕，細磨目的也就是為了消除粗磨過程中較粗較深的磨痕，為後期拋光做準備，細磨所使用的砂紙一般為水砂紙(磨製時需加水)和金相砂紙(砂紙上的磨料一般是碳化物、氧化鋁或金剛石)。試樣細磨一般由粗到細依次順序而行，每換一道砂紙都需要清洗乾淨，並且垂直於前道磨痕的紋路。粗拋工序拋光時使磨麵均衡地輕壓在旋轉的拋光碟上，不停地轉動拋光的方向，在拋光碟的1/2處拋磨，拋光過程應不時補充拋光劑；要掌握好合適的拋光溼度，若水分太多，會減弱拋光磨削作用、增加滾壓作用，易呈現浮雕。如果拋光絨布上溼度過低，拋光時的潤滑作用極差，磨麵將變得晦暗而有黑斑。拋光絨布的溼度當磨片提離拋光碟後，水膜在I一5s完成蒸發。精拋工序精拋光採用的絨毛較細的織物。拋光磨料用作金相拋光常用的磨料有氧化鋁、氧化鉻、氧化鎂、金剛石研磨膏。拋光織物拋光織物有呢子、細毛絨、絲絨、細帆布。根據拋光材料的軟硬、粗拋、精拋不同要求來選擇拋光織物，粗拋選擇呢子，細拋(精拋選擇細毛絨。
所述的腐蝕步驟為將金相試樣室溫(20_25°C)浸入試劑內，試樣面朝上，試樣面浸入深度距液面高度應為10mm，侵蝕時間30分鐘，待試樣面變成灰色時取出用清水衝洗乾淨，即可。其結果如下實施例2 :對比例除腐蝕溶液為4%硝酸酒精，其餘與實施例I相同。其結果如下實施例I的鐵素體含量為9. 16% ;實施例2的鐵素體含量為15. 78%。
權利要求
1.車輪鋼中鐵素體含量的定量檢測方法，包括金相試樣製備步驟、腐蝕步驟、計算機鐵素體含量處理步驟；其特徵在於 所述的腐蝕步驟為 將金相試樣室溫(20-25°C )浸入試劑內，試樣面朝上，試樣面浸入深度距液面高度為5-10_，侵蝕時間10-30分鐘，待試樣面變成灰色時取出用清水衝洗乾淨，即可。
2.根據權利要求I所述的、車輪鋼中鐵素體含量的定量檢測方法，其特徵在於所述的試劑為飽和苦味酸水溶液。
3.根據權利要求I所述的車輪鋼中鐵素體含量的定量檢測方法，其特徵在於所述的金相試樣製備步驟包括以下エ序粗磨エ序、細磨エ序、粗拋エ序、精拋エ序。
4.根據權利要求3所述的車輪鋼中鐵素體含量的定量檢測方法，其特徵在於 所述的粗磨エ序將試樣在金相試樣磨平機上進行粗磨平，把不需要的稜角、尖角、飛邊全部倒角。
5.根據權利要求3所述的車輪鋼中鐵素體含量的定量檢測方法，其特徵在於 所述的細磨エ序在自動磨樣機上分別用240#、600#、1000#金相砂紙進行細磨。
6.根據權利要求3所述的車輪鋼中鐵素體含量的定量檢測方法，其特徵在於 所述的粗拋エ序拋光時使磨麵均衡地輕壓在旋轉的拋光碟上，不停地轉動拋光的方向，在拋光碟的1/2處拋磨，拋光過程應不時補充拋光液； 拋光絨布的溼度當磨片提離拋光碟後，水膜在I一5s完成蒸發。
全文摘要
本發明公開了車輪鋼中鐵素體含量的定量檢測方法，包括金相試樣製備步驟、腐蝕步驟、計算機鐵素體含量處理步驟；所述的腐蝕步驟為將金相試樣室溫(20-25℃)浸入試劑內，試樣面朝上，試樣面浸入深度距液面高度為5-10mm，侵蝕時間10-30分鐘，待試樣面變成灰色時取出用清水衝洗乾淨，即可。本發明與現有技術相比，通過改變侵蝕方法，使珠光體組織與鐵素體組織的顏色襯度發生改變，達到利用灰度可以區分兩種組織的目的，為準確識別該鋼種的微觀組織定量相分析提供了保證，檢測結果與現實結果的差在5%以內。
文檔編號G01N1/32GK102735684SQ20121021878
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者付聲麗, 李奕, 楊麗珠, 王媛婷, 王越 申請人:馬鋼(集團)控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司