PDF《彩色金相技术的浅析与应用》

Fig.1 Metallography for black and white contrast 第3期95 第3期95 李永德等:彩色金相技术的浅析与应用 图2采用试剂一刻蚀后的金相组织;

Fig.2 Metallography etched by No.

1 etching agent 图3采用试剂二刻蚀后的金相组织 Fig.3 Metallography etched by No.

2 etching agent 颜色,而试样表面的颜色则是该处薄膜厚度的函数 [9] .图3(d) 为QT400-18L 着色后的显微组织形貌, 与图 2(b) 类似,采用试剂二刻蚀后,铁素体基体上 的晶界被清晰的刻蚀出来,同样地,试剂二对铁素 体晶界具有较高的敏感性.P92 和钛合金的刻蚀效 果仍然较差,不能观察材料内部的微观组织. 2.4 热染法 热染法是将磨制、抛光后的样品放进开放式的 箱式电阻炉内加热(加热温度为 500℃),然后观 察金相组织.由于不同材料的抗氧化性不同,所以 氧化加热的时间也不尽相同.37Mn

5、65Mn 和20 钢属于典型的低中碳合金钢,耐蚀性较差,高温加 热的时间较短,本次试验这三种材料加热的时间为

30 s,37Mn5 和20 钢经热染色法处理后的金相组 织见图 4(a) 和图 4(b),可见,铁素体相和珠光体组 织已清晰地显示出来.QT400-18L 加热保温的时间 为5min,图4(c) 所示为 QT400-18L 的金相组织, 由图可以清晰地观察到铁素体基体上不同取向的晶 粒.图4(d) 和4(e) 为钛合金经热染法处理后的金 相组织,由于钛合金较好的耐高温氧化性,所以加 热的时间较长(25 min).由图可见,经高温氧化 后,钛合金显微组织(马氏体板条)被清晰地刻蚀 出来,在较高的倍数下(图4(e))可以清晰地观察 到不同取向的马氏体板条束.由于采用硝酸酒精试 图4热染法观察到的金相组织;

Fig.4 Metallography observed by No.

2 etching agent 河北工程大学学报(自 然科学版)

96 2017 年河北工程大学学报(自 然科学版)

96 2017 年剂、试剂一和试剂二均不能刻蚀出钛合金的金相组 织,所以热染法不失为钛合金观察金相组织的一种 可行的方法(尽管时间较长).图4(f) 为采用 kroll 试剂(5%HF+15%HNO3+85%H2O)刻蚀后的金相 组织(Kroll 试剂为钛合金常用的刻蚀剂),在采用 Kroll 试剂刻蚀的过程中,需要反复多次刻蚀,每一 次需用无水乙醇将前一次的腐蚀产物擦拭干净,直 到能够清晰的观察到金相组织.Kroll 试剂刻蚀后 与热染法处理后具有相同的效果.经热染法处理

30 min 仍然没有观察到 P92 的金相组织.

3 分析与讨论 通过将 黑白衬度 金相与三种彩色金相方法 进行对比,发现对于典型的低中碳钢和低中碳合金 钢(37Mn

5、65Mn 和20 钢),采用 黑白衬度 金相就能较好地观察到相界限和组织界限,适用于 普通的金相组织观察与分析. 黑白衬度 金相不 能有效地观察球墨铸铁 QT400-18L 的铁素体基体晶 粒,对于钛合金和 P92 超超临界钢更是无能为力. 试剂

一、试剂二和热染法三种方法则能清晰地观察 QT400-18L 的铁素体基体晶粒,且三种方法在操作 性上均较容易实现.对于钛合金(耐蚀性较强), 除了用 Kroll 试剂外,本文提供了一种可供借鉴的 金相观察方法―热染法.采用热染法观察低中碳钢 和低中碳合金的金相组织, 所需的时间均较短 (30 s) , 所以对于大批量的产品检验热染法也不失为一种简 便的金相观察方法.P92 钢具有非常好的耐蚀性, 采用上述几种方法均不能有效地观察到其金相组织, 用热染法继续延长保温时间应该能刻蚀出金相组织, 但是在应用便利性方面就明显降低了,因此,本文 最长的保温时间为