[发明专利]一种辨别铸态铁素体不锈钢中马氏体和计算其两相比例的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料分析领域，尤其涉及一种辨别铸态铁素体不锈钢中马氏体和计算其两相比例的方法。

背景技术

对于铁素体不锈钢中马氏体的辨别和两相比例的计算一直存在问题，其原因如下：①由于铁素体不锈钢中铁素体和马氏体的耐腐蚀性能差异性较小的关系，导致常规的铁素体不锈钢金相腐蚀剂(FeCl₃腐蚀剂/HCl酒精腐蚀剂)只能隐约显示相界，而这些相界也易于铁素体晶界混淆，这对后续分辨两相和使用常规的着色法定量计算两相比例造成很大的影响。②为了确认着色相为马氏体相，还需要进行显微硬度分析，确定其是否具有较高的硬度，然而这种方法也有其局限性，因为对于铁素体不锈钢而言，尤其是铸态铁素体不锈钢，其中的马氏体相多为低碳马氏体相，其硬度与铁素体基体差异很小，很难通过硬度大小来区分。

电子背散射衍射EBSD(Electron Back Scatter Diffraction)是电子扫描显微镜SEM(Scanning Electron Microscopy)的一个辅助功能和技术，它可以提供样品表面某一点的晶体学取向，用以研究材料的基本性能及特征，如：织构、晶粒尺寸、相分布、相鉴别、晶界、变形及应变。EBSD技术作为分析材料微观取向的一种分析方法近几年来已经被越来越多的国内外材料研究学者所接受。

宝钢是国内最早应用EBSD技术来表征钢铁材料中的织构、晶粒尺寸、相分布等性能，主导制定了《GB/T19501-2004电子背散射衍射分析方法通则》国家标准及《ISO 24173电子背散射衍射取向测定方法通则》国际标准，但都未涉及应用EBSD表征铁素体、马氏体的相区分和相比例计算。

如采用430铸态铁素体不锈钢，图3为使用EBSD中的IQ图所作的100倍照片，图4为金相腐蚀后的100倍照片，可以看到，两图中马氏体呈一一对应关系，而由图4可以看到，腐蚀后只能显示马氏体、铁素体相界，极易与铁素体晶界混淆，同时在后续使用着色法计算相比例时，由于马氏体着色较差，对后续定量计算结果造成很大的不利影响。

金相网格法是一种能用来计算第二相相比例的方法，采用ASTM A562(标准名称Standard Test Method for Determining Volume Fraction by Systematic Manual Point Count)和GB/T 15749-1995(标准名称为定量金相手工测定方法)方法规定的利用数点法来计算相比例，将网格打印在透明胶片上面，再将胶片覆盖到金相照片上，再去数点，随后利用公式计算相比例。这样不但操作繁琐、劳动强度大，而且由于胶片容易挪动，造成数据不准确，且原始数据不容易保留，缺少重现性。

迄今为止，有关使用电子背散射衍射结合网格法来定量计算铸态、铸态铁素体不锈钢中马氏体含量方面的应用，尚未见诸任何专利文献。这方面的应用，也没有发表在学术论文中。而本发明是一种首次利用由菊池花样清晰度来定义的成像质量图(即IQ图)，由衬度上来辨别铁素体和马氏体两相，随后使用网格记数的方法来计算两相比例的实验方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种辨别铸态铁素体不锈钢中马氏体和计算其两相比例的方法，该方法不仅可以用EBSD技术来鉴别退火态铁素体中马氏体存在的确定性；也可以使用软件来做标尺网格的功能，再根据ASTM A562标准，确定出关键的过程参数，将软件中的特殊功能与传统的数点法相结合，从而以方便、精确和可记录(可以保留添加网格的照片)的方式实现对第二相相比例的计算。也就是说，本发明在结合EBSD分析技术和金相网格法后，能同时辨别铁素体不锈钢中马氏体和定量计算其两相比例，为铁素体不锈钢中马氏体含量的计算和辨别又提供了一种准确、快捷的实验方法。

本发明的技术方案：一种辨别铸态铁素体不锈钢中马氏体和计算其两相比例的方法，包括以下步骤：

步骤1)，首先选择合适的砂轮片(硬度Hv80-850，Alumina-氧化铝)对试样进行切割，切割时对试样进行通水冷却，切割速度一般小于5mm/min，因为产生热损会影响EBSD质量；将试样在磨样机上进行研磨，依次从200号砂纸磨到1200号砂纸。由于要进行EBSD分析，所以试样并没有进行镶嵌，加大了研磨的难度，要防止在研磨时出现所谓的“多个面”的现象，影响菊池花样的质量；然后将试样在抛光机上进行抛光，选择颗粒度为1μm左右抛光膏为好，抛10分钟左右，直至在金相显微镜50～100倍下试样表面观察不出明显的划痕。