Page 27 - 理化检验-物理分册2021年第十二期

崔桂彬, 等: 基于离子研磨技术的超低碳钢中铁素体晶粒的显示

品, 可以清晰地显示出铁素体的晶界, 晶粒显示完 照片, 采用数据处理软件 NanoMeasurer对铁素体
整, 但制样时的浸蚀参数不易控制, 如浸蚀时间不足 晶粒进行测量, 即在水平方向和垂直方向分别划水
或过长, 铁素体晶粒均不能清晰地显示出来。同时, 平和垂直等间距等长度直线, 然后设置标尺长度, 再
制样时需要多次、 反复地调整浸蚀参数, 成功率不高。 测量实际铁素体晶粒边界与直线交点的线段长度,
而采用离子研磨技术来显示铁素体晶粒从试验 据 GB / T6394-2017 《 金属平均晶粒度测定方法》

结果来看是可行的, 通过调整离子研磨的工艺参数 中的截点法数点规则, 共计测量100个晶粒, 再取平
可以清晰地显示出铁素体晶粒。通过对离子研磨工 均值, 测量后的铁素体晶粒尺寸分布图如图5所示。
艺参数的研究得出, 获得铁素体晶粒较为理想的显 图5为金相法和离子研磨后测量的铁素体晶粒尺寸
示效果对应的离子研磨关键最优参数分别为: 偏转 分布图。从图 5a ) 中可知, 采用金相法得到的铁素

角度α 为30° 和研磨时间为 15min , 其他参数分别 体晶粒平均尺寸为29.16 μ m , 最大值为56.08 μ m ,

为加速电压 5.5kV 、 输出电压 1.5kV 、 气体流量 最小值为10.68 μ m ; 对离子研磨后的组织照片进行

0.09cm · min 、 样品座转速 25r · min 和转速模 尺寸测量, 其铁素体晶粒平均尺寸为 29.20 μ m , 最
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式360° 旋转。 大值为55.87 μ m , 最小值为10.98 μ m 。由上述比较
为了进一步验证离子研磨后的铁素体晶粒与金 分析可知, 离子研磨后显示的铁素体晶粒与金相法
相法一致, 分别选取金相照片和离子研磨后的组织 基本一致。

图5 金相法和离子研磨后超低碳钢的铁素体晶粒尺寸分布图

Fi g 5 Ferrite g rainsizedistributionofultra-lowcarbonsteelaftermetallo g ra p hicmethodandionmillin g

a metallo g ra p hicmethod b ionmillin gmethod
3 结论 参考文献:

( 1 ) 采用常规的4%硝酸酒精溶液浸蚀样品, 仅 [ 1 ] 薛峰, 赵楠, 宋月, 等. 冷轧IF钢 DC04的微观结构及

有少量的铁素体晶粒界面被腐蚀出来, 大部分晶粒 成形性能[ J ] . 金属热处理, 2018 , 43 ( 11 ): 77-79.
[ 2 ] 师静蕊, 贾涓, 宋新莉. 含铌IF 钢再结晶组织及织构
显示不完整, 所以该溶液浸蚀显示组织效果较差。
( 2 )采用特制的硫酸铜溶液浸蚀样品, 可以清 分析[ J ] . 金属热处理, 2015 , 40 ( 3 ): 65-67.

[ 3 ] 董瑞峰, 张晓燕, 闫波.Ti-IF 钢冲压成形性能研究
晰地显示出铁素体的晶界, 晶粒显示完整, 但制样时
[ J ] . 上海金属, 2017 , 39 ( 3 ): 35-39.
的浸蚀参数不易控制, 如浸蚀时间不足或过长, 铁素
[ 4 ] 张珂, 董登超, 金传伟, 等.DC04钢冷轧退火过程中的
体晶粒均不能清晰地显示出来。同时, 制样时需要
组织及织构演变[ J ] . 金属热处理, 2018 , 43 ( 9 ): 128-
多次、 反复的调整浸蚀参数, 成功率不高。
132.

( 3 )采用离子研磨技术可以显示清晰的铁素体 [ 5 ] 崔桂彬, 鞠新华, 王泽阳, 等. 退火温度对 Ti-IF 钢组
晶粒, 其对应的离子研磨关键最优参数是: 偏转角度 织、 析出物和织构的影响[ J ] . 材料热处理学报, 2012 ,

α为30° 和研磨时间15min , 其他参数分别为加速电 33 ( 6 ): 136-141.

压 5.5 kV 、输 出 电 压 1.5 kV 、气 体 流 量 [ 6 ] 朱泳名, 葛鹰. 基于离子研磨技术的覆铜板结构观察

0.09cm · min 、 样品座转速 25r · min 和转速模 研究[ J ] . 印制电路信息, 2014 ( 12 ): 32-34.

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式360° 旋转。
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