关于氧化法检验钢的奥氏体晶粒度的试验

关于氧化法检验钢的奥氏体晶粒度的初步试验

中天特钢质管处

根据中天特钢公司产品开发计划，即将开发船用锚链钢和齿轮钢系列，这些合金钢钢材出厂后，用户一般均需进行锻造及热处理，因此对钢材的原始奥氏体晶粒度要求较严，钢材出厂时需提供奥氏体晶粒度的检测数据。为此质管处进行了检验钢中奥氏体晶粒度的检验。

一、检验方法介绍

钢的奥氏体晶粒度的检验方法很多，国家标准GB/T6394-2002《金属平均晶粒度测定方法》中规定可使用渗碳法、氧化法、网状铁素体法、直接淬硬法、网状渗碳体法等。根据钢种及质管处目前设备条件，我们选择了氧化法。

氧化法是检验钢中奥氏体晶粒度最常用的方法之一。自1938年美国冶金学家托宾(Tobin)和肯洋(KenYon)首先使用氧化法检验钢的奥氏体晶粒度以来，已有六十多年的历史。直到现在不少国家的工业标准中仍然把氧化法列为钢的奥氏体晶粒度的试验方法，氧化法适用于大部分钢种。一般采用气氛氧化法。试样在高温加热时，表层奥氏体晶界优先氧化，在晶界处形成氧化物网络，氧化法就是利用奥氏体晶界的氧化物网络来评定钢的奥氏体晶粒度的。

二、试验材料和方法

试验材料选用55钢、ML40Cr钢、20MnTiB钢等碳钢和合金钢，其原始组织均为退火状态。

试样的热处理工艺是按照GB/T6394-2002标准，检验面经磨制抛光后，将抛光面朝上置于空气加热炉中加热，55钢、ML40Cr钢(碳含量＞0.35％)加热温度为860±10℃，20MnTiB钢(碳含量≤0.35％)加热温度为900±10℃，保温1h；之后试样淬水冷却。

采用氧化法时，根据氧化情况，可将试样适当倾斜10°～15°进行研磨和抛光，使试样检验面部分区域保留氧化层，用15%盐酸酒精溶液浸蚀，以显示试样表层的奥氏体晶界。采用比较法对所有试样的奥氏体晶粒大小进行了评级。

三、试验结果

氧化法所得结果列于表1中。奥氏体晶粒度级别是在显微镜下选取具有代表性的典型视场用比较法进行评定的，见图1～图6所示。

四、试验结果

3种钢采用氧化法能较好地显示奥氏体晶粒，且晶界清晰，操作简单，易于掌握，能满足产品开发的检验要求。

下一步将对CM690锚链钢和20CrMnTi钢等钢种进行试验。

表1 奥氏体晶粒度评定结果

图1 100× 55钢奥氏体晶粒

图2 200× 55钢奥氏体晶粒

图3 100× ML40Cr钢奥氏体晶粒

图4 200× ML40Cr钢奥氏体晶粒

图5 100× 20MnTiB钢奥氏体晶粒

图6 200× 20MnTiB钢奥氏体晶粒