一种中合金马氏体耐磨铸钢的原始奥氏体晶界显示方法

技术领域

本发明涉及属于金相制备技术领域，尤其涉及一种中合金马氏体耐磨铸钢，利用高温和室温二次浸蚀的方法显示原始奥氏体晶界。

背景技术

钢的原始奥氏体晶粒尺寸是直接影响钢的性能的关键因素之一，对钢铁材料的组织调控和质量控制具有相当重要的指导作用。对于中合金马氏体铸钢，目前使用的金相显示方法一般为4％硝酸酒精溶液，会显示出试样的马氏体板条组织而不显示原始奥氏体晶界。而常用的饱和苦味酸水溶液热浸蚀的方法显示原始奥氏体晶界只适用于轧制或锻造后的马氏体钢，而对铸造态的试样收效甚微。因此，寻找一种合适的手段来显示中合金马氏体耐磨铸钢的原始奥氏体晶界，对于耐磨铸钢的金相组织研究具有十分重要的意义。目前尚未有采用高温和室温二次浸蚀的方法显示中合金马氏体耐磨铸钢原始奥氏体晶界的报道公开发表。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中合金马氏体耐磨铸钢的原始奥氏体晶界显示方法，解决中合金马氏体耐磨铸钢的原始奥氏体晶界难以观察的问题。

本发明拟通过淬火、试样磨平抛光、热浸蚀、轻抛和浸蚀五个步骤完成。具体技术方案如下：

步骤一、淬火：首先切取中合金马氏体耐磨铸钢试样，将加热炉升至所研究的预定热处理温度，将试样放入加热炉，经所研究的保温时间保温后将试样淬火；

步骤二、试样磨平抛光：将淬火试样按照标准金相制备方法，在150#、400#、800#、1000#砂纸上依次进行磨光；然后依次使用1500#、2000#砂纸在金相预磨机上水磨；最后将试样抛光；

步骤三、热浸蚀：首先配制热浸蚀剂，其成分为饱和三硝基苯酚水溶液、浓盐酸、FeCl₃、酒精。将热浸蚀剂水浴加热至60～70℃。将试样浸没在热浸蚀剂中5～10min，用大量水冲洗整个试样；

步骤四、轻抛和浸蚀：热浸蚀后的试样的抛光面应覆有一层黑色的氧化层，使用金相抛光机将试样在抛光布上轻抛，直至表面为淡灰色或银色。轻抛后采用4％硝酸酒精溶液浸蚀试样，并用酒精洗净，吹干。

进一步地，所述的中合金马氏体耐磨铸钢为55CrMnSiNiMo或相似成分。

进一步地，步骤一中，淬火后的试样不能再进行回火处理。

进一步地，步骤二中，磨光试样时，更换相邻粒度的砂纸时试样应旋转90°。抛光时间控制在3min以内，抛光后将试样用酒精洗净，吹干。

进一步地，步骤三中，热浸蚀剂溶液配制时，试剂加入的顺序依次为饱和三硝基苯酚水溶液40～60mL、酒精120～160mL、FeCl₃15～20g、浓度约35％的浓盐酸5～10mL，搅拌均匀。加热后的热浸蚀剂不可重复使用。

进一步地，步骤三中，热浸蚀过程中保持热浸蚀剂温度处于60～70℃。

进一步地，步骤四中，4％硝酸酒精溶液浸蚀时间为20～30s，至试样表面可观察到组织浮现为宜。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明通过高温和室温二次浸蚀的方法提供了一种有效的能同时显示中合金马氏体耐磨铸钢原始奥氏体晶界和基体组织的显示方法，与现有技术相比，本发明的特点在于可应用在铸造态的马氏体耐磨钢上。

2、本发明所采用的技术手段皆由来于常规的金相制备方法，实验材料容易获得，方法容易操作。

附图说明

图1为本发明实施例1中55CrMnSiNiMo马氏体耐磨铸钢在890℃保温1小时后淬火试样用本方法显示组织的金相照片；

图2为本发明实施例1中55CrMnSiNiMo马氏体耐磨铸钢在890℃保温1小时后淬火试样用本方法显示组织的扫描电镜照片；

图3为本发明实施例2中55CrMnSiNiMo马氏体耐磨铸钢在950℃保温2小时后淬火试样用本方法显示组织的金相照片；

图4为本发明实施例2中55CrMnSiNiMo马氏体耐磨铸钢在950℃保温2小时后淬火试样用本方法显示组织的扫描电镜照片；

图5为本发明实施例3中58CrMnSiNiMo马氏体耐磨铸钢在920℃保温1.5小时后淬火试样用本方法显示组织的金相照片；

图6为本发明实施例3中58CrMnSiNiMo马氏体耐磨铸钢在920℃保温1.5小时后淬火试样用本方法显示组织的扫描电镜照片。

具体实施方式

为了进一步地理解本发明，下面结合一些实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1：金相显示处理包括如下步骤：

步骤一、首先切取55CrMnSiNiMo马氏体耐磨铸钢试样，其尺寸为12×12×12mm³，其成分为0.55％C，3.87％Cr，1.78％Mn，1.48％Si，1.25％Ni，0.64％Mo，0.0085B。将加热炉升至890℃，将试样放入加热炉，经1小时保温后将试样淬火；

步骤二、试样磨平抛光：将淬火试样按照标准金相制备方法，在150#、400#、800#、1000#砂纸上依次进行磨光，更换相邻粒度的砂纸时试样应旋转90°；然后依次使用1500#、2000#砂纸在金相预磨机上水磨；最后用2min将试样抛光，后将试样用酒精洗净，吹干。

步骤三、热浸蚀：首先配制热浸蚀剂，依次加入饱和三硝基苯酚水溶液40mL、酒精120mL、FeCl₃15g、浓度约35％的浓盐酸5mL，搅拌均匀。加将热浸蚀剂水浴加热至65℃并保持在60～70℃。将试样浸没在热浸蚀剂中10min，用大量水冲洗整个试样；

步骤四、轻抛和浸蚀：热浸蚀后的试样的抛光面应覆有一层黑色的氧化层，使用金相抛光机将试样在抛光布上轻抛，直至表面为淡灰色或银色。轻抛后采用4％硝酸酒精溶液浸蚀试样25s至试样表面可观察到组织浮现，并用酒精洗净，吹干。

实施例2：金相显示处理包括如下步骤：

步骤一、首先切取55CrMnSiNiMo马氏体耐磨铸钢试样，其尺寸为12×12×12mm³，其成分为0.55％C，3.87％Cr，1.78％Mn，1.48％Si，1.25％Ni，0.64％Mo，0.0085B。将加热炉升至950℃，将试样放入加热炉，经2小时保温后将试样淬火；

步骤二、试样磨平抛光：将淬火试样按照标准金相制备方法，在150#、400#、800#、1000#砂纸上依次进行磨光，更换相邻粒度的砂纸时试样应旋转90°；然后依次使用1500#、2000#砂纸在金相预磨机上水磨；最后用2.5min将试样抛光，后将试样用酒精洗净，吹干。

步骤三、热浸蚀：首先配制热浸蚀剂，依次加入饱和三硝基苯酚水溶液45mL、酒精140mL、FeCl₃20g、浓度约35％的浓盐酸8mL，搅拌均匀。加将热浸蚀剂水浴加热至65℃并保持在60～70℃。将试样浸没在热浸蚀剂中7min，用大量水冲洗整个试样；

步骤四、轻抛和浸蚀：热浸蚀后的试样的抛光面应覆有一层黑色的氧化层，使用金相抛光机将试样在抛光布上轻抛，直至表面为淡灰色或银色。轻抛后采用4％硝酸酒精溶液浸蚀试样20s至试样表面可观察到组织浮现，并用酒精洗净，吹干。

实施例3：金相显示处理包括如下步骤：

步骤一、首先切取58CrMnSiNiMo马氏体耐磨铸钢试样，其尺寸为12×12×12mm³，其成分为0.58％C，4.16％Cr，1.62％Mn，1.65％Si，1.36％Ni，0.67％Mo，0.0087B。将加热炉升至920℃，将试样放入加热炉，经1.5小时保温后将试样淬火；

步骤二、试样磨平抛光：将淬火试样按照标准金相制备方法，在150#、400#、800#、1000#砂纸上依次进行磨光，更换相邻粒度的砂纸时试样应旋转90°；然后依次使用1500#、2000#砂纸在金相预磨机上水磨；最后用2.5min将试样抛光，后将试样用酒精洗净，吹干。

步骤三、热浸蚀：首先配制热浸蚀剂，依次加入饱和三硝基苯酚水溶液48mL、酒精130mL、FeCl₃18g、浓度约35％的浓盐酸10mL，搅拌均匀。加将热浸蚀剂水浴加热至65℃并保持在60～70℃。将试样浸没在热浸蚀剂中8min，用大量水冲洗整个试样；

步骤四、轻抛和浸蚀：热浸蚀后的试样的抛光面应覆有一层黑色的氧化层，使用金相抛光机将试样在抛光布上轻抛，直至表面为淡灰色或银色。轻抛后采用4％硝酸酒精溶液浸蚀试样28s至试样表面可观察到组织浮现，并用酒精洗净，吹干。