[发明专利]一种高温轴承钢原始奥氏体晶界显现方法

说明书

本发明公开了一种高温轴承钢原始奥氏体晶界显示方法，包括以下步骤：（1）将试样待观测面进行磨抛处理；（2）使用硝酸酒精溶液对待测面进行初次腐蚀，腐蚀时间为1～3分钟；（3）将步骤2腐蚀过的试样待观测面进行轻微抛光；（4）对试样待观测面进行第二次腐蚀，腐蚀剂由硝酸酒精溶液、氯化铁酒精溶液、硫酸铜酒精溶液配制而成，腐蚀时间为1～3分钟；（5）将步骤4腐蚀过的试样待观测面进行轻微抛光；（6）将试样待观测面置于5%～10%硝酸酒精溶液进行第三次腐蚀，腐蚀时间为0.5～1分钟。本发明方法可以有效显现高温轴承钢原始奥氏体晶界，具有腐蚀剂获取容易、制备方便，操作过程简单等优势。

技术领域

本发明属于金相技术领域，具体涉及一种高温轴承钢原始奥氏体晶界显现方法。

背景技术

航空发动机作为航空飞行器的动力装置代表了尖端工程技术的前沿，其中航空发动机主轴轴承需要在高温高转速的条件下承受剧烈的震动应力、弯曲扭矩以及恶劣的润滑条件，而轴承的开裂将会对航空发动机的完整性产生灾难性后果。随着航空发动机逐渐朝着大推重比、高可靠性、高耐久性、低耗油率、低成本的方向发展，作为航空发动机关键组件的主轴轴承工作条件也变得更加苛刻，需要轴承钢在高温环境运转时具有足够的硬度、强度与尺寸稳定性。

GCr4Mo4V是我国航空发动机主轴轴承上用量最大的高温轴承钢，被广泛应用于316℃以下航空发动机主轴轴承的套圈与滚动体加工，其晶粒组织的细化程度与均匀性直接决定了服役表现与稳定性，因此对高温轴承钢GCr4Mo4V的原始奥氏体晶粒尺寸的测定与表征对提升轴承钢质量具有重要的意义。

高温轴承钢国家标准GB/T 38886-2020提出，钢材奥氏体晶粒度按GB/T 6394的规定进行取样、组织浸蚀及等级评定，其中原始奥氏体晶界显示的方法包括渗碳体显示法、铁素体显示法、氧化显示法、细珠光体显示法、马氏体晶粒直接浸蚀法。

（1）渗碳体显示法

主要针对碳含量≤0.25%的碳素钢和合金钢，需要先采取渗碳方式形成渗碳层，并采取一定的热处理手段在奥氏体晶界处析出渗碳体网，接着采用3%～4%硝酸酒精溶液或50%苦味酸溶液对渗碳体网进行浸蚀。

（2）铁素体显示法

针对碳含量0.25%～0.6%的碳素钢和合金钢，需要采取热处理方式使奥氏体晶界处析出清晰的铁素体网，采用3%～4%硝酸酒精溶液或5%苦味酸酒精溶液对渗碳体网进行浸蚀。

（3）氧化显示法

主要针对0.25%～0.6%的碳素钢和合金钢，将钢置于氧化气氛下加热，使晶粒边界先发生氧化，之后采用15%盐酸乙醇溶液进行浸蚀。

（4）细珠光体显示法

主要针对共析钢，通过采用淬火或梯度淬火工艺形成不完全淬硬区，原奥氏体晶粒将由小量细小珠光体围绕马氏体组成，之后采用3%～4%的硝酸酒精溶液或5%苦味酸酒精溶液进行腐蚀，从而显示出原奥氏体晶粒边界。

（5）马氏体晶粒直接浸蚀法

针对碳含量在1%以下的碳素钢和合金钢，采取完全淬火生成马氏体组织，使用1g苦味酸、5毫升盐酸、95ml乙醇配置的试剂进行原奥氏体晶粒的腐蚀。

综合上述全部原始奥氏体晶界显现方式不难发现，对于高温轴承钢这类碳含量在0.8%左右的过共析合金钢，现有合适的方法仅有马氏体晶粒直接浸蚀法，但是腐蚀剂中包含了苦味酸，属于目前公安管制销售的化学药品，采购渠道相对困难，限制了这种原奥氏体晶界显现的方法的应用，因此找到一种简单实用且适合于高温轴承钢元奥氏体晶界显现的方法十分必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高温轴承钢原始奥氏体晶界显现方法，可以有效显现高温轴承钢原始奥氏体晶界，腐蚀剂获取容易、制备方便，操作过程简单。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：