Page 94 - 理化检验-物理分册2023年第二期

见微知著 — 我的金相分析生涯

么之前的人无法冲印这张底片的照片。 为了解决这类问题，我们着手 “ 大型合金钢锭
是放弃，还是试一试，我头脑里有两个小人在 及锻件的宏观组织与缺陷检验方法研究 ”，先从改
打架，最后，我还是决定试一试。对于这样的底片， 善样品表面的加工精度入手，到整体浸蚀超大尺寸
常规显影液肯定不适用，我便开始研制显影液的配 的样品宏观组织的试剂研究，经过反复试验和探索，
方，在米吐尔和对苯二酚两种主要试剂比例上入手， 终于研制出一套由三种腐蚀试剂组成的组合试剂，
经过反复摸索，已经回忆不起来当时配制了多少种 这三种试剂分别是：试剂 1，用于改善样品加工表

成分和不同浓度的显影液，最后终于把这张胶片上 面的精度和平整度；试剂 2，用于浸蚀宏观组织；
的信息冲印出来（见图 1）。 试剂 3，用于增加宏观组织的清晰度。用这样一组
看到这位老师脸上露出的喜悦表情，我心底油 浸蚀试剂可以将大截面的样品整体浸蚀出来，且效
然而生一种成就感。这一刻，我深深感觉到，金相 果非常好。
这个行业并不是波澜不惊的一汪湖水，也是时刻充 这项技术也获得了两项发明专利和一项欧洲专
满挑战的行业。 利，在国内冶金行业取得了较大的反响，国内目前
后来这位老师将他的这个试验结果发表在 还没有第二家机构能完成如此大截面的整体检验。

1999 年的国际疲劳学术会议上。 利用该方法我们分别完成了获国家科技部二等奖的
“ 大型合金钢锭及锻件缺陷与组织控制 ” 研究项目
和获中国专利金奖的 “ 金属构筑成型方法 ” 项目中
的超大截面样品的缺陷和宏观组织表征工作；还完
成了曲轴从 70 机到 98 机的宏观组织分析，试验结
果得到了英国劳氏公司的认可，同时 90 机曲轴的
一次碳化物二值分割图
试验结果也被德国的 Man 公司纳入曲轴产品标准
指南中合格标准判定依据（见图 2 ～ 4）。

图 1 纯铜在等挤压疲劳过程中的表面位错形貌
中国科学院金属研究所是从事材料研究的专业

研究所，而金相分析又是材料研究的必要手段。近
些年，从载人航天的材料研究到国家重大工程领域
的大型装备材料研究，都离不开对材料显微特征及
工艺优化的研究，在这个过程中，金相分析扮演了
重要的角色。
图 2 百吨级钢锭试验现场
为了摆脱我国船用曲轴进口的束缚，2007 年
国内开始全面研究大型船用曲轴的加工与制造。为
了满足大型船用曲轴的材料，首先要解决的是大型
钢锭冶金质量，随着科研课题的逐级深入，我们的

样品尺寸由 500mm×300mm 发展到 3.2m×2.5m，
最初还使用现有 GB/T 226 — 2015《钢的低倍组织
及缺陷酸蚀检验法》标准推荐的试验方法，但是当
样品的尺寸大到一定程度时，由于样品表面的加工
质量和尺寸的约束，GB/T 226 — 2015 标准不适用
大尺寸样品的宏观组织整体浸蚀。国内的一些钢厂
图 3 德国 Man 公司的曲轴技术标准
则是将样品加工成小块，而这么做可能导致重要的

宏观组织信息丢失。
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