鐵素體與滲碳體的鑒別方法
鋼材相似顯微組織鑒別系列
鋼鐵材料組織形態(tài)與材質(zhì)、工藝、性能之間關系的研究是人們百年來為之努力不懈的一大課題。 而組織形貌的識別、分析（即金相分析）是一門實踐性很強的學科，需要實踐經(jīng)驗及借鑒、參考。 但是，由于很多材料不同處理狀態(tài)的顯微組織非常相似，比如網(wǎng)狀鐵素體和網(wǎng)狀二次滲碳體、針狀鐵素體和針狀滲碳體、馬氏體及其回火產(chǎn)物（回火馬氏體、回火托氏體、回火索氏體）、未溶鐵素體和先共析鐵素體、淬火托氏體和回火托氏體、鐵素體和殘余奧氏體、低碳板條馬氏體和羽毛狀上貝氏體、高碳片狀馬氏體和針狀下貝氏體等等。 盡管電子顯微鏡能準確判斷并區(qū)分，但生產(chǎn)實際要求的快速檢驗往往不允許，這就給顯微組織的檢驗工作帶來一定困難。如何利用光學顯微鏡、硬度計等常規(guī)儀器，準確快速地判斷顯微組織就顯得尤為重要。 其實很多顯微組織只要認真仔細的觀察比對，會在光鏡下發(fā)現(xiàn)其獨立的特征。 長期的觀察表明，充分利用光學顯微鏡、硬度計等普通裝備，在理論分析和相互比較的基礎上，快速準確地鑒別不同材料或同種材料不同處理狀態(tài)下的顯微組織是可行的，而且有很強的現(xiàn)實性和可操作性。 以下是鋼材中常見的幾種相似顯微組織及其鑒別方法，希望能給予從事金相檢驗教學及生產(chǎn)檢驗的金相工作者以幫助。 鐵素體與滲碳體的鑒別 鋼材在熱加工過程中，往往會出現(xiàn)網(wǎng)狀鐵素體和網(wǎng)狀二次滲碳體以及針狀鐵素體和針狀滲碳體。 如果奧氏體晶粒較大，含碳量較高，冷卻速度較慢時，先共析鐵素體沿奧氏體晶界呈網(wǎng)狀析出；如果奧氏體晶粒粗大，冷卻速度適中，碳的質(zhì)量分數(shù)在0.15%～0.5%范圍內(nèi)的鋼，先共析鐵素體沿某些晶面析出，呈片狀或(針狀)，這種組織稱為魏氏組織。 在過共析鋼中先共析滲碳體的形態(tài)一般是網(wǎng)狀或片狀（針狀），無塊狀滲碳體。網(wǎng)狀滲碳體同樣是冷卻速度較慢時形成的，而針狀滲碳體（即魏氏組織）是碳的質(zhì)量分數(shù)為1.1%并在適當?shù)睦渌傧庐a(chǎn)生的。 先共析鐵素體和先共析滲碳體在4%的硝酸酒精溶液侵蝕后都是白色。可用以下方法鑒別兩種形態(tài)比較相似的白色網(wǎng)狀（或針狀）鐵素體和滲碳體組織。 1.顯微觀察法 如果白色網(wǎng)狀組織比較粗大，粗細不均勻，還能清楚看到網(wǎng)狀組織中黑色細而均勻的線條（即晶界），可以判斷該組織為鐵素體，材料為亞共析鋼，如圖11a所示為45鋼Φ13.2mm棒料橫截面中的組織，由白色網(wǎng)狀鐵素體和索氏體組成；如果白色網(wǎng)狀組織很細很均勻，則可判斷為網(wǎng)狀二次滲碳體，材料為過共析鋼，如圖11b所示為T12鋼完全退火后的組織，由沿晶界析出的白色網(wǎng)狀二次滲碳體和片層狀珠光體組成。 ▼ 2.顯微硬度法 這種方法適用于較粗大的白色網(wǎng)狀情況。一般選用較小載荷的顯微硬度測量，所測之值在600HV以上者可確定為滲碳體相；所測之值在200HV以下者則確定為鐵素體，并可判定認為是亞共析鋼。 3.化學試劑浸蝕法 對于細網(wǎng)狀組織，采用堿性苦味酸鈉水溶液，將被測試樣浸入其中煮沸5min左右，取出試樣以流水沖洗干凈，然后吹干，放在顯微鏡下觀察，若白色網(wǎng)變?yōu)楹谧厣蚋畹暮谏?，則確定為滲碳體相；若其顏色不變?nèi)猿拾咨ú皇芮治g），則認為是鐵素體。 4.硬針刻劃法 這是最簡單易行的一種方法。只要有一臺光學金相顯微鏡就可進行。 首先將樣品制成金相試樣，并進行普通的侵蝕，然后在其上刻劃一條痕跡，放到顯微鏡下觀察，若刻劃的痕跡變粗，則認為白色為鐵素體。反之刻痕較細或方向發(fā)生變化，則認為是滲碳體相，如圖12a所示為T8鋼1200℃加熱保溫5min20s，先700℃等溫2.5min再600℃等溫2min后水淬的組織，由于淬火加熱溫度特別高，使T8鋼產(chǎn)生了嚴重的脫碳，在隨后的冷卻過程中得到了白色網(wǎng)狀和針狀鐵素體、深色托氏體及針狀鐵素體間的灰色板條狀馬氏體；如圖12b所示為T12鋼1150℃滲碳后正火的組織，為粗大白色針狀和網(wǎng)狀滲碳體及深色索氏體。 ▼
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