[发明专利]奥氏体不锈钢中马氏体体积分数的测试装置

说明书

本发明涉及金相检测技术领域，旨在提供一种奥氏体不锈钢中马氏体体积分数的测试装置。该装置中，氢气瓶组和氩气瓶组分别接至气动增压泵；气动增压泵通过气路管线连接至试验环境箱，在气路管线上设缓冲罐、质谱仪、真空系统；试验环境箱由上部的端盖和箱体组成，两者以紧固螺栓实现固定连接；箱体具有中空的内腔，其外侧设有换热夹套；端盖上设有贯通的端盖通孔，气路管线的末端与端盖通孔相接；在箱体的空腔中装有试样支架，试样支架的平台上设加热组件，加热组件的上表面用于放置试样。利用本发明所提出的测试装置可以准确测得奥氏体不锈钢中整体的马氏体体积分数，相较于现有测试方法本发明获得的测量数据更准确，更能反映试样的真实情况。

技术领域

本发明属于金相检测技术领域，特别涉及一种奥氏体不锈钢中马氏体体积分数的测试装置。

背景技术

奥氏体不锈钢因其良好的抗腐蚀性能和力学特性而广泛应用于现代工业。奥氏体不锈钢在加工制造过程中通常会因为塑性变形而发生马氏体相变。由于马氏体和奥氏体相力学特性、抗腐蚀性能的差异导致马氏体相变发生后，奥氏体不锈钢的性能也发生变化。为了控制奥氏体不锈钢的性能，掌握其内部马氏体的体积分数尤为重要。目前常用来测定奥氏体不锈钢中马氏体体积分数的方法分为三类，一类是采用腐蚀的方法使马氏体和奥氏体呈现出不同的颜色，再通过对相应颜色区域的面积统计近似估算马氏体的体积分数，这类方法易引入人为误差，测试区域选择随意性大，测试准确度低；另一类是基于X射线衍射或电子背散射衍射等技术的测试手段，这类技术虽然能对所测试区域表面或近表面的马氏体体积分数进行相对准确地测定，但是其测试结果并不能准确表征试样内部的马氏体体积分数情况，测试结果具有很大的片面性；此外，利用铁素体测量仪等设备可对试样中的马氏体含量进行估计，但该类方法属于间接测试手段，不仅需要其他直接测试手段进行数据标定，而且测试的精度较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服当前现有技术中的不足，提出一种奥氏体不锈钢中马氏体体积分数的测试装置。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种奥氏体不锈钢中马氏体体积分数测试装置，包括提供试验用氢气的氢气瓶组和用于提供置换气体的氩气瓶组；氢气瓶组和氩气瓶组分别接至气动增压泵的入口端；气动增压泵还通过气路管线连接至试验环境箱，在气路管线上设有缓冲罐、流量调节阀、质谱仪、真空系统和放空阀；

所述试验环境箱由上部的端盖和下部的箱体组成，两者以紧固螺栓实现固定连接；箱体具有中空的内腔，其外侧设有换热夹套；换热夹套具有热媒出口和热媒入口，分别通过管路连接至换热系统；端盖上设有贯通的端盖通孔，气路管线的末端与端盖通孔相接；在箱体的空腔中装有试样支架，试样支架的平台上设加热组件，加热组件的上表面用于放置试样；

该装置还包括一个控制系统，通过信号线分别接至气动增压泵、换热系统和真空系统的动力端；在换热夹套中设有温度检测探头，通过信号线接至控制系统。

本发明中，在端盖和箱体之间的连接部位处设有用于密封的合金材质的O形圈。

本发明中，所述试样支架为石英材质，试样支架悬挂于端盖下方或者固定支撑在箱体底部或其内壁上。

本发明中，所述箱体内壁表面具有厚度不小于10mm的搪玻璃层。

本发明所述装置应用于奥氏体不锈钢中马氏体体积分数测试时，具体包括以下步骤：

(1)将待测试样放置在试样支架的加热组件上，拧紧紧固螺栓使端盖与箱体密闭接合；

(2)使用真空系统抽出试验环境箱及相连气路管线内的空气，直到系统真空度达到设定值；使用气动增压泵对试验环境箱进行氢气充装，直到试验环境箱内氢气压力达到20～30MPa，并稳定在区间内的某个固定值P；