专利名称：中高碳钢实际晶粒度显示剂及显示方法
技术领域：
本发明属于钢铁材料金相组织显微检验用试剂，尤其涉及中高碳钢金相组织显微 检测试剂及方法。
背景技术：
钢材的实际晶粒度是在一定的热处理或热加工条件下，所获得的奥氏体晶粒度， 其实际晶粒大小对金属材料的力学性能和工艺性能有很大影响。因此，检测钢的实际晶粒 度有着十分重要的意义，尤其是在火车车轮出厂检验、产品开发研究中更为显著。车轮钢含 碳量为0. 55-0. 65%，属中高碳钢，组织为珠光体+断续网状铁素体。但实际晶粒度的显示 一直是个难点，长期以来采用饱和苦味酸溶液作为腐蚀剂。其缺陷是，由于金属试样表面衬 度不足，晶界显示不清晰，仅根据显微组织中断续网状铁素体的构网趋势作出推定，无法确 定具体的级别，甚至出现误判；或将试样再进行一次热处理，评定奥氏体晶粒度，延误了检 验时间和检验成本。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种中高碳钢实际晶粒度显 示剂，还提供应用该显示剂的显示方法。能准确显示中高碳钢实际晶粒度，有利于产品快速 准确检验和产品开发研究。中高碳钢实际晶粒度显示剂，由下列组分组成[以溶液体积(ml)计，或以重量 (g)计]饱和苦味酸溶液50ml苦味酸0. Olg-O. Ig洗洁精10_30ml三氯化铁 0. Olg-O. 2g。所述的显示剂进一步改进，由下列组分组成饱和苦味酸溶液50ml苦味酸0. Olg-O. 05g洗洁精10_20ml三氯化铁 0. Olg-O. Ig0所述的显示剂进一步改进，由下列组分组成饱和苦味酸溶液50ml苦味酸0.05-0. Ig洗洁精20_30ml三氯化铁 0. lg-0. 2go本显示剂中的苦味酸侵蚀试样，三氯化铁加快侵蚀过程，洗洁精起抑制组织作用。 试样浸在本显示剂溶液中，试样基体表面易形成一层保护膜(黑膜)，从而抑制侵蚀速度和 深度，由于晶界处能量较高，原子处于非稳定状态，在苦味酸强烈侵蚀下晶界的侵蚀速度要 比晶粒内部快，使晶界先于晶内被侵蚀形成沟槽，沟槽的吸附力小，侵蚀剂可以顺利地渗入 与晶界继续作用，使之越来越深。而晶面由于受黑膜保护较好，因此受侵蚀较弱或者不受侵 蚀，组织显示较浅或完全被抑制住，这样就增加了晶面与晶界的衬度，除去试样表面的黑膜 便可以清晰显示出晶界。中高碳钢实际晶粒度显示方法，在室温下按以下步骤进行
1、试样制作a、取样试样为Φ 12 X 12mm或Φ 18 X 20mm的圆柱体或12X12X12的立方体，直接从交货 状态的钢材上切取，取样时，必须防止因温度升高而引起组织变化或因受力而产生塑性变 形。b、磨样先磨掉试样不需要的棱角、尖角和飞边，再用金相砂纸在自动磨样机进行细磨，消 除试样表面粗磨留下的磨痕。C、抛光机械抛光，采用高效抛光剂、呢子、丝绒织物在抛光机上进抛光，抛光时控制好湿 度和力度，抛光后，磨面光滑、无划痕、无变形层；再用酒精清洗，表面清洁无油污。对于镶嵌试样，仅抛露光面，要彻底清除非抛光面氧化物及其它污染物。2、显示剂的配制在室温下配制a、显示剂成分是饱和苦味酸溶液50ml苦味酸0. Olg-O. Ig洗洁精10_30ml 三氯化铁:0. Olg-O. 2g。b、先配制苦味酸溶液，取规定质量的苦味酸溶于蒸馏水中，制成规定浓度的苦味 酸溶液；然后依照顺序将规定质量的苦味酸、洗洁精、氯化铁逐一溶入溶液中，而且要等到 前一种药完全溶解后再放入后一种药品；配制腐蚀剂称重时，应在左右天平托盘上分别垫 上相同质量的纸片，药品放在纸片上进行隔离。C、试剂配制后可以使用3-5天，使用次数不超过3次为宜。3、试样侵蚀在室温下进行Q5-40°C )a、侵蚀时，室温保持恒定，试样应确保符合质量要求。b、侵蚀试样置于盛有腐蚀剂溶液的容器中，试样面朝上，试样面浸入深度9-1 Imm,侵蚀时 间10-30min，直至试样面变成深灰色为止。C、轻抛侵蚀后，取出试样，用清水冲洗干净，在抛光机上轻抛，除去表面黑膜，试样面发亮 即可，如此反复2-3次。4、显微观察和电子图像采集试样侵蚀后立即进显微组织观察和电子黑白图像采集。a、试样置于显微镜下，采用10X、20X、50X物镜镜头，接通电源，调节孔经和视 场光栏，调节旋钮，成像清晰，清楚显示中高碳钢的实际晶粒度。b、采集黑白金相，拍照。C、分析，进行评定结果。与现有技术相比，优点是显示剂成分构思新颖，显示剂溶液性能稳定，重现性好， 操作过程简单可靠；晶界显示完整，能清晰分辨出中高碳钢的实际晶粒度，并予以定级，为 该钢种产品实际晶粒的显示和检测定级，为产品安全应用和产品研究开发提供了有利条 件，取得了显著经济效益和社会效益。
下面对照附图对本发明作进一步说明。图1是原饱和苦味酸溶液侵蚀的中高碳钢实际晶粒度金相图。晶粒显示不清晰。图2是本发明侵蚀的中高碳钢实际晶粒度金相图。图相清晰，晶粒显示完整。
具体实施例方式实施例1在30°C恒温度下，先将苦味酸2g溶于50ml蒸馏水中，然后按苦味酸0. Olg、洗洁 精10ml、氯化铁0. Olg的先后顺序逐一溶于苦味酸溶液中，配制成显示剂；将制作的试样置 于盛有显示剂溶液的容器中，侵蚀25分钟，试样面呈深灰色，洗净、抛光；然后进行显微观 察和电子图象采集。其显示剂成份及侵蚀时间列于表1中。实施例2同实施例1方法进行实施，其组份及腐蚀时间列于表1中。实施例3同实施例1方法进行实施，其组份及腐蚀时间列于表1中。实施例4同实施例1方法进行实施，其组份及腐蚀时间列于表1中。实施例5同实施例1方法进行实施，其组份及腐蚀时间列于表1中。表 权利要求
1.中高碳钢实际晶粒度显示剂，由下列组分组成[以溶液体积(ml)计，或以重量(g) 计]饱和苦味酸溶液50ml苦味酸0. Olg-O. Ig洗洁精10_30ml 三氯化铁 0. Olg-O. 2g。
2.根据权利要求1所述的中高碳钢实际晶粒度显示剂，[以溶液体积(ml)计，或以重 量(g)计]饱和苦味酸溶液50ml苦味酸0. Olg-O. 05g洗洁精10-20ml三氯化铁0. Olg-O. Igo
3.根据权利要求1所述的中高碳钢实际晶粒度显示剂，[以溶液体积(ml)计，或以重 量(g)计]饱和苦味酸溶液:50ml苦味酸0. 05-0. Ig洗洁精:20_30ml三氯化铁0. lg-0. 2g。
4.中高碳钢实际晶粒度显示方法，在室温下按以下步骤进行I、试样制作a、取样试样为Φ 12 X 12mm或Φ 18 X 20mm的圆柱体或12X12X12的立方体，直接从交货状态 的钢材上切取，取样时，必须防止因温度升高而引起组织变化或因受力而产生塑性变形；b、磨样先磨掉试样不需要的棱角、尖角和飞边，再用金相砂纸在自动磨样机进行细磨，消除试 样表面粗磨留下的磨痕；C、抛光机械抛光，采用高效抛光剂、呢子、丝绒织物在抛光机上进抛光，抛光时控制好湿度和 力度，抛光后，磨面光滑、无划痕、无变形层；再用酒精清洗，表面清洁无油污；对于镶嵌试样，仅抛露光面，要彻底清除非抛光面氧化物及其它污染物；II、显示剂的配制在室温下配制a、显示剂成分是饱和苦味酸溶液50ml苦味酸0.Olg-O. Ig洗洁精10_30ml三氯 化铁:0. Olg-O. 2g ；b、先配制苦味酸溶液，取规定质量的苦味酸溶于蒸馏水中，制成规定浓度的苦味酸溶 液；然后依照顺序将规定质量的苦味酸、洗洁精、氯化铁逐一溶入溶液中，而且要等到前一 种药完全溶解后再放入后一种药品；配制腐蚀剂称重时，应在左右天平托盘上分别垫上相 同质量的纸片，药品放在纸片上进行隔离；c、试剂配制后可以使用3-5天，使用次数不超过3次为宜；III、试样侵蚀在室温下进行Q5-40°C)a、侵蚀时，室温保持恒定，试样应确保符合质量要求；b、侵蚀试样置于盛有腐蚀剂溶液的容器中，试样面朝上，试样面浸入深度9-llmm，侵蚀时间 10-30min，直至试样面变成深灰色为止；C、轻抛侵蚀后，取出试样，用清水冲洗干净，在抛光机上轻抛，除去表面黑膜，试样面发亮即 可，如此反复2-3次；IV、显微观察和电子图像采集试样侵蚀后立即进显微组织观察和电子黑白图像采集；a、试样置于显微镜下，采用10X、20X、50X物镜镜头，接通电源，调节孔经和视场光 栏，调节旋钮，成像清晰；清楚显示中高碳钢的珠光体、断续网状铁素体组织，黑色断续网状 为铁素体，其余为珠光体；b、采集黑白金相，拍照；c、分析，进行评定结果。
全文摘要
中高碳钢实际晶粒度显示剂，属于钢铁材料金相组织显微检验用试剂及方法，尤其涉及中高碳钢金相组织显微检测试剂及方法。该显示剂由下列组分组成[以溶液体积(ml)和质量(g)计]饱和苦味酸溶液50ml，苦味酸0.01g-0.1g，洗洁精10-30ml，三氯化铁0.01g-0.2g。按试样制作、显示剂配制、试样染色、显微观察和电子图象采集步骤进行。优点是显示剂成分构思新颖，显示剂溶液性能稳定，重现性好，操作过程简单可靠；晶界显示完整，能清晰分辨出中高碳钢的实际晶粒度，并予以定级，为该钢种产品实际晶粒的显示和检测定级，为产品安全应用和产品研究开发提供了有利条件，取得了显著经济效益和社会效益。
文档编号G01N21/84GK102103051SQ201110009408
公开日2011年6月22日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者崔银会, 杨丽珠, 江波, 王越 申请人:马鞍山钢铁股份有限公司