奧氏體_鐵素體_奧氏體雙相不銹鋼中_相含量測定方法對比試驗(yàn)

1、理化檢驗(yàn)-物理分冊 PT CA(PART:A PH YS.TEST 2005年第41卷4實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法奧氏體、鐵素體 奧氏體雙相不銹鋼中相含量測定方法對比試驗(yàn)任永秀(太原鋼鐵(集團(tuán)有限公司技術(shù)中心,太原030003摘 要:用金相法和鐵素體儀法測量了鐵素體含量,并作了對比分析。認(rèn)為用鐵素體儀法測定鐵素體含量,快速、準(zhǔn)確且易操作,可以滿足生產(chǎn)檢驗(yàn)和科研試驗(yàn)的需要。關(guān)鍵詞:奧氏體不銹鋼;鐵素體 奧氏體雙相不銹鋼;鐵素體含量;標(biāo)準(zhǔn);測定中圖分類號:T G115.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1001 4012(200504 0184 02T HE COM PARISON TEST OF PHASES

2、OF AU ST ENITE AND FERRITEA UST ENIT E DOUBLE PHA SES OF STAINLESS ST EELREN Yong xiu(Phy sics&Chemistr y L abor at or y,T G T echnolo gy Center,T aiyuan030003,ChinaAbstract:T he content o f phase is the essential measure item in austenite and fer rite austenite dual phases o f sta inless steel

3、pr oduct nor mal especially.In national GB standard,it is ex cising only the microstr uctur e.Import advance instruments are br ing ing to bear china inspecting field.T his char acter is com par ing test measure r esult betw een G B micr ostructure and impo rt advance fer rite inst ruments.Keywords:

4、Austenite stainless steel;A ustenite and fer rit e austenite do uble phases o f stainless steel;T he co ntent of phase;Standa rd;M easure1 引言奧氏體不銹鋼、尤其是鐵素體 奧氏體雙相不銹鋼中相含量的測定是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中一項必檢項目,在國標(biāo)中用的是金相測定法。隨著測試技術(shù)的發(fā)展,國外先進(jìn)的 相(鐵素體測定儀已進(jìn)入國內(nèi)檢測領(lǐng)域。筆者通過比對試驗(yàn)來比較國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)金相法與進(jìn)口鐵素體測定儀的檢測結(jié)果。2 試驗(yàn)2.1 常規(guī)金相法GB/T13305-1991 奧氏體不銹鋼中 相

5、面積含量金相測定法中鐵素體含量分6級評級標(biāo)準(zhǔn)圖1,即0.5級 相面積含量!2%;1.0級 相面收稿日期:2004 09 16作者簡介:任永秀(1970-,男,工程師。積含量>2%5%;1.5級 相面積含量>58%;2.0級 相面積含量>8%12%;3.0級 相面積含量>1220%;4.0級 相面積含量>20% 35%;測量誤差0.5級。GB/T6401-1986 鐵素體奧氏體型雙相不銹鋼中 相面積含量金相測定法中鐵素體分帶系和網(wǎng)系各9級評級標(biāo)準(zhǔn)圖,其含量規(guī)定為從35% 75%,間隔為5%,誤差為5%2。由于常規(guī)金相方法測量誤差大,一般實(shí)際檢測中不再使用。2.2 圖

6、像儀測試軟件法試樣經(jīng)侵蝕后用Leica圖像儀Quips Ro utines V2.02軟件鐵素體染色法計算平均面積或?qū)φ諛?biāo)準(zhǔn)圖片評定級別。試樣尺寸為20mm2左右。染色法是試驗(yàn)人員通過調(diào)整試樣被染色程度和區(qū)域,將鐵素體奧氏體用不同顏色區(qū)分出來以便計算機(jī)識別,從而計算鐵素體含量。# 184 #理化檢驗(yàn)-物理分冊 任永秀:奧氏體、鐵素體 奧氏體雙相不銹鋼中 相含量測定方法對比試驗(yàn)2.3 鐵素體儀法使用德國產(chǎn)的MP30型鐵素體儀,通過點(diǎn)觸磁性法,從鋼材橫截面邊緣 中心 邊緣多點(diǎn)測量鋼材中 相面積含量。2.4 三種測量方法的比較三種方法測量結(jié)果示于表1。表1 三種測量方法結(jié)果對比T ab.1 T he

7、 com par ison of r esult s amo ng threemeasuring metho d材料金相法圖像法(%鐵素體儀法(%00Cr22Ni5M o3N6級59.4654,53.7,54.1雙相不銹鋼(試樣厚7級62.9456.6,56.8,58.4度912mm7級62.6753.3,59.1,55.77級62.6748.9,52.1,53.50Cr18Ni9T i奧氏體不銹鋼(試樣厚度3mm 由于薄板晶粒太細(xì),測不出鐵素體含量0.81,0.98,0.940.37,0.24,0.35注:鐵素體儀法所測數(shù)據(jù)為兩組數(shù)據(jù)。3 討論(1用常規(guī)金相法檢測 相面積含量時使用對照評級圖

8、評級,測量范圍窄,GB/T13305-1991中鐵素體含量評級圖為6級(2%35%;GB/T6401 -1986中鐵素體含量評級圖為9級,含量規(guī)定為35%75%2,含量以級別計算,無法精確確定鐵素體含量。(2金相圖像儀法是使用Q uips Ro utines V2.02測試軟件對雙相不銹鋼中鐵素體染色,以此來區(qū)別奧氏體與鐵素體。實(shí)際操作中,奧氏體晶粒中的微小鐵素體、夾雜物或雜質(zhì)等是否要染色成為影響測量結(jié)果準(zhǔn)確度的主要因素,而標(biāo)準(zhǔn)中沒有具體規(guī)定怎么處理該問題。所以不同的檢測人員檢驗(yàn)結(jié)果相差很大。(3鐵素體儀是一種新型檢測方法,通過以上50%60%鐵素體含量測量結(jié)果對比,兩者結(jié)果相近,說明在雙相不

9、銹鋼中鐵素體含量的測量完全可以用鐵素體儀法代替GB/T6401-1986中的圖像儀法,且鐵素體儀法的測量范圍為0.1%60%。表2為每爐兩個試樣的0Cr18N i9Ti鋼3mm板材橫截面測量結(jié)果。從表2測試結(jié)果可看出,鐵素體儀的測量結(jié)果在0.2% 5.0%的數(shù)值范圍內(nèi)是穩(wěn)定的,一爐兩個試樣的上、下限測量結(jié)果最大差值為0.2。根據(jù)H amm ond圖理論鉻含量為14%18%,鎳含量為6%9%時,鐵素體含量為0%10%,測量結(jié)果與GAI理論數(shù)值基本吻合。4 結(jié)論(1常規(guī)金相法由于測量精度差,已不常使用。(2金相圖像儀法由于測量范圍窄、測量過程繁雜,檢測過程中人為影響因素大,誤差達(dá)0.5級,因此建議

10、用鐵素體儀法測定。表2 用鐵素體儀測得的0Cr18Ni9Ti鋼中的鐵素體含量T ab.2 F err ite content o f0Cr18Ni9T i st eel measur ed by fer rit e instr ument(two samples o f one gr oup%爐號測定值12345678910均值50128 1 1.60 1.50 1.50 1.40 1.70 2.00 2.10 2.30 2.50 2.90 1.95 50128 2 1.80 1.50 1.30 1.40 1.30 1.50 1.80 1.90 2.20 2.80 1.75 60069 10.

11、220.200.210.220.240.280.310.320.39-0.26 60069 20.290.280.260.290.330.380.530.710.85-0.43 60076 1 4.90 4.40 3.80 3.40 3.90 3.60 3.10 2.90 2.70 2.60 3.53 60076 2 4.70 4.10 3.80 3.80 3.60 3.60 3.20 2.70 2.70 3.70 3.59 51962 10.94 1.100.91 1.000.910.980.99 1.000.90 1.000.97 51962 2 1.60 1.70 1.50 1.300.

12、990.900.83 1.00 1.10 1.20 1.01 51091 10.370.240.350.210.180.300.330.210.400.340.29 51091 20.300.320.330.400.410.290.310.330.350.380.34(下轉(zhuǎn)第194頁#185#理化檢驗(yàn)-物理分冊 徐勇等:汽車發(fā)動機(jī)缸體材料質(zhì)量分析3 分析與討論從以上測試結(jié)果來看,兩種缸體的化學(xué)成分和硬度指標(biāo)都符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求,無明顯差別,不同的是1號缸體試樣碳氮化物中含有鋯,而2號缸體試樣中沒有鋯。1號缸體試樣中鋯元素主要來源于孕育劑。鋯除了是硫化物、氧化物形成元素,也是強(qiáng)碳氮化物形成元

13、素,為凈化、變質(zhì)和控制夾雜物形態(tài)的元素,此外它還提高鐵水的過冷度和共晶團(tuán)的生長速度,并使鐵水得到凈化,細(xì)化了晶團(tuán)。所以在鑄造工藝中,使用的孕育劑常在硅鐵的基礎(chǔ)上,添加一定數(shù)量的合金元素,如鋁、鈣、鍶、鋯、鋇等,來強(qiáng)化孕育和凈化鐵水,同時起到一定的微合金化作用1。由于鋯的加入,適當(dāng)減少了MnS夾雜物的大小和數(shù)量,使基體中的錳含量相對增加,而錳又是細(xì)化珠光體片間距的合金元素2。顯微組織分析結(jié)果表明,1號缸體在加工面的邊緣有少量鐵素體,由于鐵素體在基體中是較軟的相而有利于切削,并且數(shù)量又不多,不會因?yàn)檎尺B引起刀具溫度的上升,所以1號缸體比2號缸體的切削性能表現(xiàn)的更好。同時1號缸體珠光體片間距較小,且

14、比較均勻,這對于在高速運(yùn)行中的刀具而言是至關(guān)重要的。2號缸體的珠光體的片間距較粗且不均勻,這種粗細(xì)不均的珠光體組織造成了材料的硬度差異,從而對材料的切削加工性能產(chǎn)生不利影響3,4。碳氮化物夾雜物的硬度很高,對刀具損傷較嚴(yán)重,兩試樣相比,1號缸體試樣中的碳氮化物顆粒較細(xì)且呈顆粒狀,而2號缸體試樣中顆粒較大且呈長條狀。顯然1號缸體試樣中的碳氮化物形態(tài)及大小有利于切削。4 結(jié)論導(dǎo)致兩鑄件切削性能差異的主要原因是由于材料中顯微組織存在差異。2號缸體切削性能不佳是由于珠光體較粗和粗細(xì)不均勻,碳氮化物夾雜顆粒較粗且呈長條狀,同時鑄件表面對切削性能有利的鐵素體較少。1號缸體試樣由于在孕育劑中添加了鋯,使鐵水

15、凈化較好,細(xì)化了晶團(tuán),起到一定的微合金化作用,也改變了夾雜物的大小形態(tài)和數(shù)量,細(xì)化了珠光體,同時鑄件表面存在有利于切削的適量的鐵素體。參考文獻(xiàn):1 王笑天.金屬材料學(xué)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987.2 東北工學(xué)院等院校編.鑄鐵及其熔化M.北京:冶金工業(yè)出版社,1978.3 孫禮安.鑄鐵活塞環(huán)的微觀缺陷及其分析J.理化檢驗(yàn) 物理分冊,1999,35(9:421-422.4 劉云旭.金屬熱處理原理M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1981.(上接第185頁(3鐵素體儀法測量范圍寬(為0.1%60%,操作簡便,操作人員對檢測結(jié)果的人為影響因素小,是比較理想的檢測儀器,建議等同采用國外測量鐵素體含量的標(biāo)準(zhǔn)

16、。(4根據(jù)鋼液澆鑄理論,鋼板中心為鐵素體偏析區(qū),鋼板邊部由于有誘變馬氏體的影響,測量結(jié)果偏高。而鐵素體儀法采用的是平均法處理多次測量結(jié)果,測定值誤差較小。參考文獻(xiàn):1 GB/T13305-1991,奧氏體不銹鋼中 相面積含量金相測定法S.2 GB/T6401-1986,鐵素體奧氏體型雙相不銹鋼中相面積含量金相測定法S.3 陸世英,等.不銹鋼J.北京:原子能出版社,1995.163-165.(上接第187頁2 韓漢民.特純?nèi)趸R的制備J.遼寧化工,1994,(3:8.3 段學(xué)臣,張多默,趙天從.超微銻白(Sb2O3的研究J.中南礦冶學(xué)院院報,1990,21(5:485-491.4 梁敬魁.粉末衍射法測定晶體結(jié)構(gòu)M.北京:科學(xué)出版社,2003.5 Y ong R A,Sakthiv el A,M oss T S,et al.DBW S 9411and U pg r ade of DBW S Pr og rams for R ietveld Refinement with P C and M ainframe Computer sJ.J A ppl Cr ystallog r,1995,(28:366-367.6 Buerg er M J,Hendricks S B.T he Crystal Str u