Page 47 - 理化检验-物理分册2021年第九期

孙 静, 等: 低碳IF钢薄板纯铁素体组织显示方法

将试样旋转90° , 并观察试样表面的划痕方向, 保证
1 试验材料
研磨面的划痕都沿同一个方向 [ 7-8 ] 。
IF钢试样取自首钢京唐钢铁联合有限责任公 2.2 抛光
司生产的 DC06钢和 CR5钢薄板, 化学成分如表 1 将研磨好的试样表面清洗干净, 在呢子抛光布

所示。 上进行粗抛, 抛光时使用粒径为1.5 μ m 的金刚石抛
表1 DC06钢和 CR5钢的化学成分( 质量分数) 光剂并不断加水, 至抛光面无明显划痕后在丝绒材

Tab 1 Chemicalcom p ositionsofDC06steelandCR5 料的抛光布上进行细抛; 细抛过程中只加水不使用

steel massfraction %
抛光剂, 以免试样抛光面上留下抛光剂的细微划痕,
牌号 C Si Mn P S Al Ti N
抛光后用金相显微镜观察试样表面抛光情况, 直至
DC06 0.002 0.001 0.130 0.008 0.006 0.034 0.060 0.002
表面光亮无划痕。
CR5 0.001 0.004 0.130 0.007 0.006 0.040 0.031 0.002 2.3 浸蚀
将抛光后的试样放入体积分数为4%的硝酸酒精
2 浸蚀法制备试样及效果
溶液中浸蚀15s 左右, 然后用流动的水冲洗, 再迅速放
2.1 磨制 入酒精中清洗后吹干, 在GX51型金相显微镜上观察显
由于 DC06钢试样厚度较薄, 先对试样进行镶 微组织。试样浸蚀15s 后的显微组织如图1a ) 所示, 可

嵌。超低碳钢的显微组织近乎为纯铁素体, 其硬度 以看出铁素体晶粒的晶界没有完全显示出来 , 仅能观

较低, 在磨制过程中极易出现划痕, 因此在磨制过程 察到部分铁素体晶界。延长浸蚀时间至50s 后的显微

中使用颗粒较细的砂纸( 依次为 600 目, 800 目, 组织如图1b ) 所示, 可见局部组织浸蚀过度, 晶界线过

1200目) 进行磨制。在磨制过程中每换一次砂纸 粗, 仍不能清晰地观察到全部的铁素体晶界。

图1 DC06钢试样经4%硝酸酒精溶液浸蚀不同时间后的显微组织

Fi g 1 MicrostructureDC06steelofDC06steelsam p leafteretchedb y 4%nitricacidalcoholsolutionfordifferenttimes

采用硫酸铜盐酸溶液( 1 g 硫酸铜+5mL盐酸+ 3 电解抛光法制备试样及效果

5mL去离子水) 浸蚀试样, 浸蚀时间为6~25s 。浸
蚀6 , 10s后的显微组织分别如图 2a ) 和图 2b ) 所 3.1 试样制备

示, 可见晶界清晰完整; 浸蚀 15s后的显微组织如 CR5钢试样较薄, 而 EBSD 试样的制备需要电

图2c ) 所示, 也可见清晰的晶界, 但出现了局部晶界 解抛光, 因此不能直接对试样进行镶嵌。将大小适

浸蚀过度的现象; 继续延长浸蚀时间至20 , 25s , 发 中的 CR5钢试样用导电胶固定在自制研磨样品台
现显微组织整体发黑, 并出现沟壑现象, 如图2d ) 和 上进行砂纸磨制和机械抛光, 自制研磨样品台如
图2e ) 所示。综上, 浸蚀6 , 10s时, 试样的浸蚀效果 图5所示。

较好, 方便试样晶粒尺寸的统计。 机械抛光后, 将试样从磨具夹上拆除, 对试样进
与 DC06钢相比, CR5 钢的碳含量更低。在试 行电解抛光以去除表面应力。电解抛光参数为电压

验过程中, 分别使用体积分数为 4% 的硝酸酒精浸 30V , 电流0.71A , 电解液为5% ( 体积分数) 的高氯

蚀25s 、 硫酸铜盐酸溶液浸蚀10s , 采用显微镜观察 酸酒精溶液, 流量10mL · s , 电解时间20s , 电解
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试样的显微组织。由图 3 和图 4 可以看出, 2 种浸 液温度 10 ℃ , 试样经电解抛光后, 表面较机械抛
蚀剂浸蚀后均仅有部分晶界显示出来。 光的光亮。 在EVO18 型扫描电镜( SEM ) 的二次电
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