定量檢測(cè)高v高速鋼中mc碳化物的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種定量檢測(cè)高V高速鋼中MC碳化物的方法，步驟如下：a、取樣：從待檢鋼材上切取長(zhǎng)度L為10-20mm的樣品，沿中心剖開(kāi)，取一半圓柱體為試樣；b、試樣處理：將試樣的中心平面打磨拋光；c、圖像采集：采用掃描電鏡中的背散射電子探頭，對(duì)中心平面的、距離中心平面徑向邊緣的1/8直徑處或1/4直徑處的圖像進(jìn)行采集；d、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：采用金相軟件對(duì)圖片進(jìn)行分析，得到MC碳化物顆粒粒度及面積率數(shù)據(jù)結(jié)果。本方法利用掃描電鏡與定量金相軟件分析相結(jié)合，快速精確地檢測(cè)MC碳化物的大小及數(shù)量，為MC碳化物的定量檢測(cè)提供了一種能夠省去對(duì)試樣進(jìn)行腐蝕處理操作的檢測(cè)方法，而且此方法操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)精度高。
【專利說(shuō)明】定量檢測(cè)高V高速鋼中MC碳化物的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳化物的定量檢測(cè)方法，尤其涉及一種定量檢測(cè)高V高速鋼中MC碳化物的檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前檢測(cè)高速鋼碳化物的方法，依據(jù)GB/T9943-2008《高速工具鋼》、GB/T14979-94《鋼的共晶碳化物不均勻度評(píng)定法》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，都是在鋼材上切取試樣，將試樣清洗、鑲嵌、研磨，使用4%硝酸酒精溶液深腐蝕后在金相顯微鏡下檢測(cè)，與標(biāo)準(zhǔn)給定評(píng)級(jí)圖譜進(jìn)行對(duì)照，判定碳化物不均勻度級(jí)別及顆粒度級(jí)別。整個(gè)試樣的檢測(cè)過(guò)程為人為觀測(cè)評(píng)價(jià)，存在操作人員的人為誤差；而且在腐蝕過(guò)程中，需一次或多次腐蝕才能在金相顯微鏡下清晰觀察到，延長(zhǎng)了檢測(cè)時(shí)間。
[0003]中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN 102486460 A公開(kāi)了一種高Nb鐵鎳基高溫合金中Laves相和碳化物相的區(qū)別方法，是將高Nb鐵鎳基高溫合金試樣經(jīng)研磨、拋光后使拋光面外露，然后置于熱處理爐中，在爐溫35(T60(TC下靜置1(Γ200分鐘，空冷，利用金相顯微鏡觀察處理后的高Nb鐵鎳基高溫合金試樣。這種方法只是對(duì)碳化物相與Laves相的區(qū)別觀察，屬于對(duì)碳化物的定性分析，而且此方法中對(duì)試樣采用了熱處理。
[0004]中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN 103308514 A公開(kāi)了一種采用退火態(tài)常溫腐蝕法檢測(cè)工具鋼碳化物不均勻性的方法，采用機(jī)械方法將退火態(tài)試樣表面打磨拋光，然后在特定腐蝕液中對(duì)拋光好的試樣表面進(jìn)行腐蝕處理30?60秒鐘，將腐蝕后的試樣使用金相顯微鏡下觀察，觀察到的結(jié)果為黑色鐵素體基體+白色碳化物顆粒，其中，二次碳化物呈現(xiàn)條帶狀分布和網(wǎng)狀分布，共晶碳化物呈現(xiàn)大塊狀的鏈狀或條狀分布。此方法仍是對(duì)碳化物的定性分析，只能觀察到碳化物的形態(tài)及分布情況，不能定量確定碳化物的大小及數(shù)量，而且此方法中對(duì)試樣仍采用了腐蝕處理。
[0005]中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN 102374990 A公開(kāi)了一種預(yù)應(yīng)力鋼絞線盤(pán)條網(wǎng)狀碳化物評(píng)級(jí)方法，首先在盤(pán)條上截取橫向試樣，長(zhǎng)度為將試樣磨平、研磨、拋光,然后將制備好的試樣用堿性苦味酸鈉水溶液腐蝕，最后在光學(xué)顯微鏡500倍下觀察,按照一定的原則對(duì)網(wǎng)狀碳化物評(píng)定為I級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)。本方法為82B盤(pán)條網(wǎng)狀碳化物的形貌特征提供了一種定量的評(píng)定方法，但仍不能用于檢測(cè)碳化物的大小及數(shù)量，而且此方法中仍是采用了腐蝕處理操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種省去腐蝕處理操作的定量檢測(cè)高V高速鋼中MC碳化物的方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述定量檢測(cè)高V高速鋼中MC碳化物的方法包括以下步驟:
a、取樣:從待檢鋼材上切取長(zhǎng)度L為10-20mm的樣品，沿中心剖開(kāi)，取一半圓柱體為試樣；
b、試樣處理:將試樣的中心平面打磨拋光；
C、圖像采集:采用掃描電鏡中的背散射電子探頭，對(duì)中心平面的、距離中心平面徑向邊緣的1/8直徑處或1/4直徑處的圖像進(jìn)行采集；
d、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):采用金相軟件對(duì)圖片進(jìn)行分析，得到MC碳化物顆粒粒度及面積率數(shù)據(jù)結(jié)果O
[0008]首先從待檢鋼材上切取長(zhǎng)度為10_20mm易于被操作人員手工打磨的樣品，沿中心剖開(kāi)，得到半圓柱體試樣，方便后續(xù)的圖像采集；然后通過(guò)機(jī)械打磨拋光，消除試樣上的劃痕問(wèn)題等對(duì)后續(xù)圖片分析的影響；在接下來(lái)的圖像采集中，參照GB14979《鋼的共晶碳化物不均勻度》評(píng)定法，并結(jié)合絲錐壽命主要受材料1/4、1/8處碳化物顆粒大小及分布的影響，對(duì)中心平面的、距離中心平面徑向邊緣的1/8直徑處或1/4直徑處進(jìn)行圖像采集，采用掃描電鏡的背散射電子探頭獲得能夠清晰分辨碳化物的背散射圖片；最后根據(jù)背散射圖像的MC碳化物與M6C碳化物的襯度區(qū)別，采用金相軟件進(jìn)行分析，得到MC碳化物顆粒粒度和面積率數(shù)據(jù)結(jié)果。
[0009]利用對(duì)樣品微區(qū)原子序數(shù)或化學(xué)成分變化敏感的背散射電子信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)得到顯示微區(qū)化學(xué)成分差別的像襯度，根據(jù)原子序數(shù)造成的襯度變化，在背散射電子探頭下，可以對(duì)各種金屬和合金進(jìn)行區(qū)分。重元素區(qū)域在圖像上為亮區(qū)，輕元素區(qū)域?yàn)榘祬^(qū)。V相對(duì)于W、Mo為輕元素，在圖中為暗區(qū)，因此高V高速鋼在背散射電子采集圖片中，可以清晰辨認(rèn)出MC碳化物，但掃描電鏡不具備圖像分析功能，必須結(jié)合金相分析軟件才能對(duì)MC碳化物進(jìn)行提取和分析。通過(guò)金相軟件對(duì)MC碳化物與M6C碳化物襯度的區(qū)別分析，結(jié)合圖像的黑白反轉(zhuǎn)、分割等軟件操作，可以得到MC碳化物顆粒的粒度及面積率數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)MC碳化物的定量分析，而且操作方法簡(jiǎn)便、快捷，檢測(cè)結(jié)果精確。
[0010]作為對(duì)上述方式的限定，所述步驟b包括順次設(shè)置的砂輪磨平、預(yù)磨機(jī)磨制、手工磨制以及拋光工序。
[0011]樣品只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械打磨、拋光處理，消除試樣上的劃痕影響，就可進(jìn)行觀察分析，操作簡(jiǎn)捷，而且不易引入其它干擾因素。
[0012]作為對(duì)上述方式的限定，所述步驟c圖像采集倍數(shù)為700X。
[0013]圖像采集倍數(shù)首先要保證MC碳化物顆粒清晰可辨，然后倍數(shù)越小所囊括的視野面積越大，結(jié)合考慮，選定700X的最佳采集倍數(shù)。
[0014]作為對(duì)上述方式的限定，所述所述步驟c圖像采集區(qū)域?yàn)镮mmX 1mm的面積區(qū)域。
[0015]對(duì)中心平面的、距離中心平面徑向邊緣的1/8直徑處或1/4直徑處的圖像進(jìn)行采集的ImmX 1mm區(qū)域面積進(jìn)行全面觀察，不選擇只有一個(gè)巨大碳化物或者完全沒(méi)有碳化物的特殊區(qū)域，采集圖片，圖片進(jìn)行金相軟件分析，按平均的方法對(duì)MC碳化物顆粒粒度和面積率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，由此得到的結(jié)果可以作為評(píng)價(jià)整個(gè)待檢鋼材MC碳化物指標(biāo)的數(shù)據(jù)。
[0016]綜上所述，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，提供了一種能夠省去對(duì)試樣進(jìn)行腐蝕處理操作的檢測(cè)方法，本方法利用掃描電鏡與定量金相軟件分析相結(jié)合，快速精確地檢測(cè)MC碳化物的大小及數(shù)量，檢測(cè)精度高，操作簡(jiǎn)單，解決了國(guó)標(biāo)操作中由于試樣腐蝕處理延長(zhǎng)操作時(shí)間，檢測(cè)過(guò)程產(chǎn)生的人為誤差等問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
圖1為切取的樣品結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2為試樣結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為電鏡掃描圖；
圖4為電鏡掃描圖通過(guò)金相軟件黑白反轉(zhuǎn)圖；
圖5為金相軟件圖像分割圖；
圖6為金相軟件圖像分割圖。
[0018]圖中:1、樣品；2、試樣；3、圖像采集區(qū)域；4、中心平面。

【具體實(shí)施方式】
實(shí)施例
[0019]本實(shí)施例涉及一種定量檢測(cè)高V高速鋼中MC碳化物的方法，該方法以M3高速鋼退火態(tài)檢測(cè)為例，其具體包括以下步驟:
a、取樣:在Φ16的M3鋼材上切取長(zhǎng)度L為15mm的樣品1，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，將樣品沿中心剖開(kāi)，然后取其中一半圓柱體做為試樣2，其結(jié)構(gòu)如圖2所示；
b、試樣處理:將試樣表面打磨拋光，依次步驟如下:
(I)將試樣在砂輪上磨平；
(ii)將試樣通過(guò)預(yù)磨機(jī)80#水砂紙和280#水砂紙磨制；
(iii)順次使用180#、280#、400#、600#、800#水砂紙對(duì)試樣進(jìn)行手工磨制；
(iv)將試樣在拋光機(jī)上進(jìn)行拋光，直至中心平面無(wú)劃痕；
C、圖像采集:采用S-3400N型掃描電鏡中的背散射電子模式，對(duì)試樣的中心平面4距離中心平面徑向邊緣的1/8直徑處或1/4直徑處進(jìn)行圖像采集，如圖2所示的距離中心平面徑向邊緣1/8直徑處，對(duì)面積為1mmX 1mm的圖像采集區(qū)域3進(jìn)行采集圖像，得到圖3所示的電鏡掃描圖，設(shè)置圖像掃描倍數(shù)為700X ；
d、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):采用奧林巴斯GX51型顯微鏡的金相軟件對(duì)圖片進(jìn)行MC碳化物顆粒粒度和面積率的分析。
[0020]MC碳化物顆粒粒度統(tǒng)計(jì)中劃分8個(gè)區(qū)間，各區(qū)間范圍如下表所示:

【權(quán)利要求】
1.一種定量檢測(cè)高V高速鋼中MC碳化物的方法，其特征在于該方法包括以下步驟: a、取樣:從待檢鋼材上切取長(zhǎng)度L為10-20mm的樣品，沿中心剖開(kāi)，取一半圓柱體為試樣； b、試樣處理:將試樣的中心平面打磨拋光； C、圖像采集:采用掃描電鏡中的背散射電子探頭，對(duì)中心平面的、距離中心平面徑向邊緣的1/8直徑處或1/4直徑處的圖像進(jìn)行采集； d、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):采用金相軟件對(duì)圖片進(jìn)行分析，得到MC碳化物顆粒粒度及面積率數(shù)據(jù)結(jié)果O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定量檢測(cè)高V高速鋼中MC碳化物的方法，其特征在于:所述步驟b包括順次設(shè)置的砂輪磨平、預(yù)磨機(jī)磨制、手工磨制以及拋光工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定量檢測(cè)高V高速鋼中MC碳化物的方法，其特征在于:所述步驟c圖像采集倍數(shù)為700X。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定量檢測(cè)高V高速鋼中MC碳化物的方法，其特征在于:所述步驟c圖像采集區(qū)域?yàn)镮mmX 1mm的面積區(qū)域。
【文檔編號(hào)】G01Q30/20GK104133083SQ201410324903
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】孫宗林, 王紅, 張巍, 李棟, 張朋 申請(qǐng)人:河冶科技股份有限公司