Page 62 - 理化检验-物理分册2023年第十一期
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施杨宇, 等: 低碳钢金相试样铁素体晶粒表面发灰原因
划痕; 将光阑孔径调小后发现已有部分铁素体晶粒
呈白色, 灰色晶粒也变得较浅, 且晶粒表面划痕越
深, 颜色越灰。
图9 不同腐蚀程度试样的显微组织形貌
由图10可知: 砂纸磨制时, 许多粗划痕没有被去除,
大部分晶粒呈灰色, 小部分晶粒呈白色; 将光阑孔径
调小后发现白色晶粒表面较为平整, 划痕较为细小, 图11 抛光3min后试样的显微组织形貌
灰色晶粒表面存在较多的深划痕, 方向为垂直方向 使用粒 度 为 2.5 μ m 的 抛 光 膏 对 试 样 抛 光
和竖直方向, 分别对应未抛平的磨制划痕和较深的 2min , 以去除粗大划痕, 再使用粒度为0.5 μ m 的抛
抛光划痕, 这些划痕都使得铁素体晶粒表面粗糙, 颜 光膏对试样轻抛8min , 抛光10min后试样的金相
色发灰。 检验结果如图12所示。由图12可知: 大部分铁素
体呈亮白色, 灰晶粒非常少, 放大观察发现试样已没
有明显划痕; 将光阑孔径调小后发现亮度几乎没有
变化, 只有极少灰晶粒的表面变暗, 说明试样表面已
十分平整, 光源亮度对其观察结果影响不大; 放大观
察其中的白色晶粒, 发现其表面有沿竖直方向十分
细小的划痕, 分布较为均匀, 判断其是抛光划痕。综
合上述分析发现, 当抛光划痕足够细小时, 铁素体呈
亮白色, 可以避免晶粒发灰。
2 综合分析
20钢是一种典型的低碳钢, 其退火平衡组织为
珠光体+铁素体, 正常情况下铁素体应该呈亮白色,
珠光体应该呈黑白相间的片状。铁素体的亮白程度
应与其表面粗糙度成正比, 表面越平整, 漫反射程度
越小, 晶粒亮白程度越大; 表面越粗糙, 漫反射程度
越大, 晶粒越暗, 最终形成灰色晶粒。由上述理化检
图10 抛光1min后试样的显微组织形貌 验结果可知, 晶粒位向不同导致抛光内应力及腐蚀
抛光3min后试样的金相检验结果如图11所 速率不同, 灰色晶粒的内应力大, 腐蚀速率较快, 导
示。由图11可知: 试样表面基本没有粗大划痕, 残 致试样表面粗糙, 造成晶粒发暗。虽然整个抛光面
余较多的细长划痕, 方向沿竖直方向, 该划痕为抛光 上的抛光状态几乎是一致的, 但各晶粒的位向及内
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