[发明专利]一种显示低碳轴承钢奥氏体晶界的方法

说明书

本发明公开了一种显示低碳轴承钢奥氏体晶界的方法，属于轴承材料的物理化学检测技术领域。首先采用氧化预处理使晶界上生成更多的易腐蚀第二相并加剧晶界元素偏析，进而增强晶界与晶内基体的耐蚀性差异，之后再采用化学腐蚀的方法显示原奥氏体晶界。具体为：(1)经机械抛光处理后的样品在600～720℃氧化处理0.5～4h；(2)采用机械研磨和抛光的方法去除氧化层；(3)采用10g FeCl₃+40mlHCl+40ml水+0.3‑0.8g十二烷基苯磺酸钠的腐蚀剂浸泡；(4)样品冲洗、干燥并观察奥氏体晶界。本发明采用了氧化预处理与化学腐蚀相结合的方法，使低碳轴承钢的奥氏体晶界与晶内的腐蚀衬度更明显。

技术领域

本发明涉及轴承材料理化检测技术领域，具体涉及一种显示低碳轴承钢奥氏体晶界的方法。

背景技术

低碳轴承钢因其良好的组织与性能在我国有着广泛的应用，其典型化学成分 (重量百分比)如下：C：0.19～0.23％，Si：0.25～0.40％，Mn：0.55～0.70％，Cr： 0.45～0.65％，Ni：1.60～2.00％，Mo：0.20～0.30％，Cu：≤0.25％，P：≤0.030％， S：≤0.030％，余量为Fe。

钢的晶粒度是反映材料综合性能的重要参考指标，它对钢的强度、韧性、塑性以及切削加工性能等有着巨大的影响。钢奥氏体晶界的显示直接影响到其晶粒度的统计。针对低碳轴承钢，目前最常用的腐蚀剂是苦味酸+无水乙醇+盐酸。但是低碳轴承钢晶界和晶内组织的耐蚀性差异较小，导致二者腐蚀衬度较小，腐蚀过程不易控制。直接采用化学腐蚀法很容易产生晶界与晶界内组织同时不被腐蚀或者同时被腐蚀的问题。因此，开发出提高低碳轴承钢奥氏体晶界与晶内组织腐蚀衬度的方法是有意义的。

发明内容

本发明的目的是提供一种显示低碳轴承钢奥氏体晶界的方法，该方法解决了低碳轴承钢因晶界和晶内组织耐蚀性差异较小而导致直接化学腐蚀奥氏体晶界不清晰的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种显示低碳轴承钢奥氏体晶界的方法，该方法首先采用氧化预处理使晶界上形成更多的易腐蚀第二相并加剧晶界元素偏析，进而增强晶界与晶界内组织的耐蚀性差异，之后再采用化学腐蚀的方法显示出原奥氏体晶界。该方法具体包括以下步骤：

(1)样品制备：将低碳轴承钢进行线切割取样，然后对其进行淬火处理。将淬火处理后的低碳轴承钢试样进行机械研磨和抛光处理，然后使用无水乙醇对其表面进行清洗，再用吹风机烘干，得到待分析样品；

(2)氧化处理：在低碳轴承钢的Ac₁温度以下的温度区间内(600℃～720℃) 进行保温，保温时间为0.5h～4h，冷却方式为空冷；

(3)样品表面处理：对氧化处理后的样品进行机械研磨和抛光处理。机械研磨时，需控制样品表面的研磨厚度，当见到样品表面的金属光泽时停止研磨，确保仅将其表面灰黑色薄氧化层磨掉。如果氧化处理后氧化层较薄，也可以跳过机械研磨，直接进行机械抛光处理。

(4)化学腐蚀：向烧杯中依次加入10g FeCl₃、0.3-0.8g十二烷基苯磺酸钠、 40ml水和40ml浓HCl(HCl浓度36-38wt.％)，再用玻璃棒充分的搅拌后得到腐蚀剂。将表面处理过的样品干燥后放置在腐蚀剂中浸泡10-60s；

(5)晶界观察：对化学腐蚀后的试样先用清水再用无水乙醇清洗，之后用吹风机干燥，最后利用光学显微镜观察其奥氏体晶界。

本发明的有益效果在于：