专利名称：高强度热轧低碳孪晶诱发塑性钢的电解抛光方法
技术领域：
本发明涉及高强钢电解抛光领域，特别是新型高强度热轧低碳孪晶诱发塑性钢 (TWIP钢)的电解抛光方法。"TWIP"是Twinning Induced Plasticity的简称，TWIP钢 指"孪晶诱发塑性"钢，主要特征是锰含量高，钢的组织为奥氏体，也叫高猛奥氏体合金钢。 TWIP钢在较小的应力应变作用下也会产生形变孪晶，从而改变TWIP钢的组织和性能。因 此，试验室观察其原始组织或进行无外加应力的相关测试(如背投电子衍射测试、X射线应 力检测)时，需要进行无应力应变的电解抛光，以保证抛光后的组织为原始组织、并且没有 抛光产生的变形层。
背景技术：
1997年，Grassel等在研究Fe-Mn-Al-Si系TRIP钢时观察到当锰含量达到 25wt% ，铝含量大于3wt% ，硅含量在2wt%到3wt%范围之间时，钢中存在大面积的机械孪 晶，同样的情况发生在当碳含量很低的时候。他们还提到了超过50000MPa^的高面縮值； 这些值都来源于这些钢的非常高的延展性，它的断后延伸率甚至能够达到95%。他们引入 了孪生诱导塑性钢(Twinning Induced Plasticity)这一名词来命名这些钢种。它的强度 比TRIP钢略低，但是塑性却大大的提高。TWIP钢可能成为新一代延性高强钢的发展方向。
在TWIP钢试验研究中需要观察TWIP钢的原始组织、进行电子背衍射和X射线应 力测试，而TWIP钢在机械抛光时由于受到应力应变会产生形变孪晶，改变TWIP钢的组织、 产生应力层，影响原始组织观察的真实性和试验测试精度。 因此研究一种具有综合性能良好、经济性良好、简单实用的电解抛光方法对研究 中的组织观察和无应力层的测试都非常有必要，并对今后TWIP钢批量生产时，TWIP钢镀锌 前的电解抛光方法具有指导意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供高强度热轧低碳栾晶诱发塑性钢的电解抛光 方法，使电解抛光后的组织中不产生由于应力应变而导致的形变孪晶，使电解抛光后的金 属表面平整光亮如镜面，广泛应用于试验室不同尺寸低碳TWIP钢金相、织构、应力测试等 各种需要电解抛光的场合。 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是钢的化学成份为按照质量百分比 25 33Mn%、2. 3 2. 55Si%、2 4A1%、0. 005 0. 02CX，其余为Fe。
首先，制作电解抛光液为提莎溶液，按比例(20%高氯酸，10%丙三醇，70%乙醇， 上述百分比例为质量百分比)量取乙醇、高氯酸、丙三醇，依次倒入电解槽中后，将电解槽 放在电子感应搅拌器上，通电搅拌均匀。 第二，将电解抛光腐蚀仪的阴极固定在电解槽的一端，将TWIP钢试样与电解抛光 腐蚀仪的阳极相连，放入电解槽内，保持阴阳极距离2 5cm，设定电解抛光腐蚀仪的工作 电压18 28V、工作电流密度0. 9 1. 9A/cm2、抛光时间50 150秒，抛光液温度25 40°C 。打开电子感应搅拌器开关，使电解液处于被搅拌状态；打开电解抛光腐蚀仪的工作开 关，结束后电解抛光腐蚀仪自动断开阴阳极间电流，迅速取出抛光试样，放入去离子水中清 洗5秒钟后，再用无水酒精清洗后，用冷风机吹干即可获得平整光亮的电解抛光面。
在上述基础上，电解液为提莎溶液(20%高氯酸、10%丙三醇、70%乙醇，质量百分 比)，电解时工作电压18 20V，工作电流0. 9 1. 0A/cm2，抛光时间50 60S，抛光液温 度25 30°C，阴阳极的距离:4 5cm。 在上述基础上，电解液为提莎溶液(20%高氯酸、10%丙三醇、70%乙醇，质量百分 比)，电解时工作电压27 28V，工作电流1. 3 1. 5A/cm2，抛光时间100 140秒，抛光 液温度25 30°C，阴阳极的距离3 4cm。
本发明的优点如下 1.本方法所得新型低碳TWIP钢抛光组织中没有形变孪晶。 2.本方法所得新型低碳TWIP钢抛光组织中没有抛光而产生的应力层。 3.由于电解抛光时的电压、电流等与试样面积成正比，本发明所得电解方法参数
可以广泛应用于试验室不同尺寸低碳TWIP钢金相、织构、应力测试等各种需要电解抛光的场合。
图1为本发明的TWIP钢金相组织照片。
图2为本发明的TWIP钢电子背衍射测试照片。
具体实施例方式
本实施例中的TWIP钢成分(按照质量百分比)为Mn(X)为28.06， Si(%)为 2. 55，A1(% )为2. 25，C(% )为0. 0076，其余为Fe。 按比例量取乙醇、高氯酸、丙三醇，依次倒入电解槽中后，将电解槽放在电子感应 搅拌器上，通电搅拌均匀。然后将电解抛光腐蚀仪的阴极固定在电解槽的一端，将TWIP钢 试样与电解抛光腐蚀仪的阳极相连，放入电解槽内，保持阴阳极距离5cm，设定电解抛光腐 蚀仪的工作电压20V、工作电流密度lA/cm^抛光时间80秒。打开电子感应搅拌器开关，使 电解液处于被搅拌状态；打开电解抛光腐蚀仪的工作开关，80秒后电解抛光腐蚀仪自动断 开阴阳极间电流，迅速取出抛光试样，放入去离子水中清洗5秒钟后，再用酒精清洗后，用 冷风吹干即可获得平整光亮的电解抛光面。 电解抛光后的组织照片及电子背衍射照片如图1、2所示。 由图可以看出使用本发明方法所得的热轧低碳孪晶诱发塑性钢(TWIP钢)的电 解抛光组织中无形变孪晶，电子背散射测试时无抛光应力层，测试结果良好。
权利要求
一种用于高强度热轧低碳孪晶诱发塑性钢的电解抛光方法，其特征是钢的化学成份为按照质量百分比25～33Mn％、2.3～2.55Si％、2～4Al％、0.005～0.02C％，其余为Fe；方法过程为首先，制作电解抛光液为提莎溶液，按比例(20％高氯酸，10％丙三醇，70％乙醇，上述百分比例为质量百分比)量取乙醇、高氯酸、丙三醇，依次倒入电解槽中后，将电解槽放在电子感应搅拌器上，通电搅拌均匀；第二，将电解抛光腐蚀仪的阴极固定在电解槽的一端，将TWIP钢试样与电解抛光腐蚀仪的阳极相连，放入电解槽内，保持阴阳极距离2～5cm，设定电解抛光腐蚀仪的工作电压18～28V、工作电流密度0.9～1.9A/cm2、抛光时间50～150秒，抛光液温度25～40℃；打开电子感应搅拌器开关，使电解液处于被搅拌状态；打开电解抛光腐蚀仪的工作开关，结束后电解抛光腐蚀仪自动断开阴阳极间电流，迅速取出抛光试样，放入去离子水中清洗5秒钟后，再用无水酒精清洗后，用冷风机吹干即可获得平整光亮的电解抛光面。
2. 根据权利要求1所述的高强度热轧低碳孪晶诱发塑性钢的电解抛光方法，其特征是电解液为提莎溶液(20%高氯酸、10%丙三醇、70 %乙醇，质量百分比)，电解时工作电 压18 20V，工作电流0. 9 1. 0A/cm2，抛光时间50 60S，抛光液温度25 30°C，阴阳 极的距离4 5cm。
3. 根据权利要求1所述的高强度热轧低碳孪晶诱发塑性钢的电解抛光方法，其特征 是电解液为提莎溶液(20%高氯酸、10%丙三醇、70%乙醇，质量百分比)，电解时工作电 压27 28V，工作电流1.3 1.5A/cm2，抛光时间100 140秒，抛光液温度25 30。C， 阴阳极的距离3 4cm。
全文摘要
本发明是一种用于高强度热轧低碳孪晶诱发塑性(TWIP)钢(25～33Mn％、2.3～2.55Si％、2～4Al％、0.005～0.02C％，余量为Fe)的电解抛光方法。电解抛光液为提莎溶液(20％高氯酸，10％丙三醇，70％乙醇，质量百分比)，电压18～28V，电流密度0.9～1.9A/cm2，抛光时间50～150S，抛光液温度25～40℃。其优越功效在于，该方法使电解抛光后的组织中不产生由于应力应变而导致的形变孪晶，电解抛光后金属表面平整光亮如镜面，广泛应用于试验室不同尺寸低碳TWIP钢金相、织构、应力测试等各种需要电解抛光的场合。本发明属于高强钢电解抛光领域。
文档编号C25F3/24GK101701353SQ20091019925
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月23日 优先权日2009年11月23日
发明者刘淑梅, 李霞, 苏钰, 赵中华 申请人:上海工程技术大学