关于用氧化法检验钢的奥氏体晶粒度的问题

rockston

1　引言

钢的奥氏体晶粒度的试验方法很多,氧化法是最常用的方法之一。自1938年美国冶金学家托宾(Tobin)和肯洋(KenYon)首先使用氧化法检验钢的奥氏体晶粒度[1]以来,已有60多年的历史。直到现在不少国家的工业标准中仍然把氧化法列为钢的奥氏体晶粒度的试验方法[2～6],氧化法适用于大部分钢种。

氧化法是利用氧原子在高温下向晶内扩散而晶界

优先氧化的特点显示奥氏体晶粒大小的一种试验方法。氧化法又分气氛氧化法和熔盐氧化浸蚀法,一般采用气氛氧化法。试样经抛光后,将抛光面朝上置于空气加热炉中加热(C%≤0.35的钢加热温度为900±10℃,C%>0.35%时,加热温度为860±10℃),保温1h,然后在水或盐水中冷却。根据氧化情况,可将试样适当倾斜10～15°进行研磨和抛光,使试样检验面部分区域保留氧化层,用15%盐酸酒精溶液浸蚀后,在显微镜下利用原奥氏体晶界的氧化物网络来评定奥氏体晶粒度。

试样高温加热时,钢的表层首先要产生脱碳现象,同时钢表面不断地氧化,形成氧化层,碳的扩散速度较快,以致使钢的脱碳速度总大于氧化速度。因此氧化法所显示的奥氏体晶粒度并非内层原始成分的奥氏体晶粒度,而是钢试样的最表层经过脱碳后的改变了化学成分的奥氏体晶粒度。人们曾做过许多对比试验,对氧化法与其它一些显示方法作了认真对比[7～9],特别是对比了氧化法与晶粒边界腐蚀法所显示的奥氏体晶粒度的结果。有人[8]认为,氧化法所显示的奥氏体晶粒度是真实的,但是由于钢试样表面奥氏体晶界所形成的氧化物网络使奥氏体晶粒的长大受阻,将减缓或阻止奥氏体晶粒继续长大,同时钢试样表层由于脱碳,其含碳量不断降低,碳含量的降低也会使奥氏体晶粒的长大减慢,因此,用氧化法所显示的奥氏体晶粒度比试样内层原始成分的奥氏体晶粒度偏细。晶粒边界腐蚀法是将试样在指定温度下加热一定时间后快冷,而后用浸蚀剂将原奥氏体晶界腐蚀出来而显示奥氏体晶粒的一种方法,国内外一致认为这种方法准确可靠,甚至可以作为仲裁方法,它显示的奥氏体晶粒度是真实的,是原始成分的奥氏体晶粒度。显然,氧化法所显示的奥氏体晶粒度比晶粒边界腐蚀法要细。也有人[7]认为氧化法与晶粒边界腐蚀法所显示的奥氏体晶粒度大致相近。还有一些人[9]对氧化法持否定观点。

由于试样的材料不同,试验的条件各异,因此用氧化法(主要指气氛氧化法)检验钢的奥氏体晶粒度的试验还存在着不少疑问和不同的看法。为了弄清这些问题,本试验选用了几种不同的钢材(包括不同含碳量的碳钢和不同种类的合金钢),采用同一个试样,分别用氧化法显示试样表面(脱碳层)的奥氏体晶界,而用晶粒边界腐蚀法显示试样内层和心部(原始成分)的奥氏体晶界的方法,对两种显示方法测得的奥氏体晶粒度作了对比,并研究了试样表面的氧化速度、奥氏体晶界的氧化物网络和脱碳层对奥氏体晶粒度的影响。

2　试验方法

试验用材料选用20、20CrMo、20Cr2Ni4、40Cr和45钢。试样尺寸均为<15×15(mm),其原始组织均为退火态。

试样的热处理,按GB6394286标准规定,C%≤0.35%的钢(20、20Cr2Ni4、20CrMo等钢)加热温度为900±10℃,C%>0.35%的钢(40Cr、45等钢)为860±10℃,保温时间均为1h。试样检验面经抛光后,将抛光面朝上,置于空气加热炉中加热。采用10%NaCl水溶液冷却。

氧化法采用15%盐酸酒精溶液浸蚀,而晶粒边界腐蚀法采用饱和苦味酸水溶液加适量海鸥牌洗发膏浸蚀,以显示奥氏体晶界。

采用截距法和比较法对所有试样的奥氏体晶粒大小进行测量和评级。

3　试验结果与分析

氧化法所显示的奥氏体晶粒度的测量结果示于表1中,为了比较,表1中还列出了晶粒边界腐蚀法所得结果。奥氏体晶粒度级别是在显微镜下放大100倍,选取具有代表性的典型视场用比较法进行评定。表中还列出了用截距法测得的平均弦长。

chine.cao

是不是为了检验晶粒度的大小才做加热试验，象这种检测出的晶粒度的大小有什么意义呢。（钢铁已经经过奥氏体化，已经变化了活长大了）