[发明专利]一种双相钢中马氏体含量定量分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁材料领域，具体涉及一种铁素体马氏体双相钢的分析方法。

背景技术

由铁素体与马氏体组成的双相钢,具有屈强比低、加工性能好等特点,受到了越来越广泛的重视。其中马氏体作为是双相钢中的硬质相，其数量对双相钢强度影响较大，数量不足会导致双相钢抗拉强度不达标，数量过多，会导致双相钢延伸率恶化，强度偏高。甚至，在马氏体含量较低时，随着马氏体含量的增加,双相钢的破坏强度降低；而马氏体含量中等时，双相钢破坏的起源由铁素体转变为马氏体和铁素体的界面，双相钢的强度随马氏体含量增加而增强；当马氏体含量较高时，破坏起源又变为由马氏体控制，双相钢的强度随马氏体含量增加而缓慢增加。因此，为了研究双相钢的组织及性能特征，需要通过马氏体的准确定量分析获得双相钢的组织特征信息。

目前，人们最常用金相专业软件手工或自动测量的方法对马氏体进行定量分析。金相专业软件测量法需要先制备金相试样，金相试样经粗磨和细磨并机械抛光后，用苦味酸酒精和偏重亚硫酸钠水溶液(1∶1的比例混合)着色。将着色好的试样用普通光学显微镜得到组织照片后，在金相软件中用手工测量的方法，把认为是马氏体的面积一个个测量出来，最后测得的这些马氏体的总面积与这个图片的总面积相比，得到结果就是马氏体的含量。这种定量分析技术操作起来比较麻烦，而且很可能在软件测量马氏体的时候，把晶界算进去，或者一些小的马氏体未包括进去，造成定量不准确。用软件自动测量时，对一般的金相图片用灰度进行二值分割计算马氏体的面积含量，这种方法虽然很快捷，同样容易把晶界包括进去同时忽略一些小的马氏体，误差稍大。

此外，人们还常常通过EBSD自动定量分析双相钢中的马氏体含量。EBSD试样经粗磨并机械抛光后再进行电解抛光，电解抛光后的试样利用电子背散射衍射(EBSD)进行晶粒取向面扫描，获得的晶粒取向数据花样质量BC图(band contrast)在软件上进行处理。花样质量BC图能反映出在取向测定的过程中菊池花样的清晰程度，并用一个黑白或红绿渐变的0～255的颜色条来表示BC值的大小，若菊池花样越清晰，其标定质量越高，BC值越大，反之，花样质量较差的区域，BC值越小。由于马氏体和铁素体基体都是BCC结构，菊池带花样在EBSD的面扫描上一样，但马氏体由于过饱和固溶了C，晶格畸变，内应力大，所以它的花样质量相对于铁素体较差，BC值在45～95之间，铁素体基体的花样质量较好，BC值在95～145之间。通过选定马氏体的花样质量分布区域可计算出该视场中马氏体的面积百分含量。但由于马氏体和铁素体的花样质量分布的界限并不明显，因此根据花样质量的分布来定量马氏体存在一定的误差。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种操作简便的双相钢中马氏体含量定量测量分析方法。

本发明的技术方案是，一种双相钢中马氏体含量定量分析方法，该方法包括：

a、取一小块双相钢试样，对其进行完全退火处理，加热温度为Ac3以上30-50℃，得到平衡态的铁素体组织；

b、取一小块同样双相钢试样，将其进行淬火处理，水淬后进行液氮冷处理0.5-2小时，得到几乎单一的马氏体组织；处理的目的是为了得到尽量多的马氏体组织。

c、将步骤a得到的退火态的试样以0.01℃/s以下的速度缓慢加热，直至Ac3以上90-110℃，记录其加热过程热膨胀曲线；

d、将步骤b得到的淬火态的试样同样以0.01℃/s以下的速度进行缓慢加热，直至Ac3以上90-110℃，记录其加热过程热膨胀曲线；

e、将需要测量的双相钢试样以0.01℃/s以下的速度进行缓慢加热，直至Ac3以上100℃，记录其加热过程热膨胀曲线；

f、所述热膨胀曲线的横坐标为温度，纵坐标为试样的长度变化率将上述步骤c、d、e中得到的热膨胀曲线放在一个坐标系下，以其中一个曲线为基准，平移另外两条热膨胀曲线，将高温段曲线平移至重合，在低温段的曲线分开，淬火态热膨胀曲线、被测量试样热膨胀曲线、退火态热膨胀曲线分别与纵坐标相交于M、S、F点，马氏体的体积百分含量为SF长度和MF长度的比值的立方，即(SF/MF)³。

根据上述分析方法，优选的是，所述试样呈长方体或圆柱体。试样为细长型的即可，测量时取较长一段的长度作为衡量。

进一步地，所述试样长度最小25mm，横向尺寸1-10mm。试样尺寸不局限于此，关键在于退火、淬火、被测量试样大小一致。