Page 36 - 理化检验-物理分册2024年第五期
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DOI : 10.11973 / lh jy -wl202405006

             新型气阀合金                   NCF3015          金相试样制备及表面形貌观察





                                         赵守忠, 朱治愿, 徐超凡, 沈佳宝, 闵 亮




                                        ( 江苏科技大学 材料科学与工程学院, 镇江 212000 )
                    摘 要: 介绍了一种新型铁基时效强化型 NCF3015气阀合金时效处理后的金相试样制备方法,
                 利用预磨机进行磨抛处理, 并利用10% ( 体积分数) 草酸溶液电解腐蚀, 用体视显微镜和光学显微
                 镜对试样进行表面形貌观察。提出了时效处理后 NCF3015气阀合金试样磨制表面出现交乱划痕、
                 曳尾、 多平面等问题的解决方法, 得到表面光洁无划痕的优质金相试样。

                    关键词: NCF3015高温合金; 金相试样; 微观形貌; 电解腐蚀; 显微组织

                    中图分类号: TB31 ; TG115.21   文献标志码: A   文章编号: 1001-4012 ( 2024 ) 05-0024-04

                  Pre p arationandsurfacemor p holo gy observationofanewt yp eofvalve

                                    allo yNCF3015metallo g ra p hics p ecimen


                                ZHAOShouzhon g ZHUZhi y uan , XUChaofan , SHENJiabao , MINLian g
                                              ,

               ( SchoolofMaterialsScienceandEn g ineerin g , Jian g suUniversit y ofScienceandTechnolo gy , Zhen j ian g 212000 , China )


                     Abstract : Anewmethodfo r p re p arin gmetallo g ra p hics p ecimensofNCF3015 g asvalveallo ywithiron-baseda g in g

                stren g thenin g aftera g in gtreatmentwasintroduced.Thes p ecimenswereg roundandp olishedusin gap re-mill , and

                electrol y ticcorrosionwascarriedoutusin ga10% ( volumefraction ) oxalicacidsolution.Thesurfacemor p holo gyof

                s p ecimenwasobservedusin g astereomicrosco p eandano p ticalmicrosco p e.Asolutionwas p ro p osedtoaddresstheissues

                ofscatteredscratches , trailin ged g esandmulti p lep lanesonthesurfaceofNCF3015valveallo ys p ecimensaftera g in g

                treatment , resultin g inahi g h- q ualit ymetallo g ra p hics p ecimenwithasmoothandscratchfreesurface.


                    Ke y words : NCF3015hi g h-tem p eratureallo y ; metallo g ra p hics p ecimen ; microsco p icmor p holo gy ; electrol y tic

                corrosion ; microsco p icstructure
              金相检验是研究材料内部组织的重要方法之一,                            及相组成结构      [ 7-9 ] 。金相试样制备的好坏与显示质量
            其目的是真实地表征材料的显微组织, 用于准确观察、                          是影响金相检验结果的关键因素。在制备时效强化型
            鉴别和测量     [ 1-2 ] 。磨抛试样要求高质量, 并对试样进行               气阀合金金相试样的过程中, 时效强化型气阀钢磨制
            蚀刻处理, 以便更好地对材料组织进行观察, 并科学地                         时易出现多平面和交叉划痕, 抛光过程中易出现曳尾
            分析试验结果      [ 3-4 ] 。新型铁镍基气阀合金 NCF3015是            现象, 在对不同时效时间的时效强化型合金进行电解
            一种时效硬化型合金, 主要强化手段为固溶强化和第                           腐蚀时, 工艺参数不易调控, 需要短时多次操作。
            二相强化, 其性能介于铁基合金和较贵的镍基合金之                               笔者在 NCF3015耐热钢上取金相试样, 利用特
            间 。气阀的服役温度大于 700 ℃ , 服役压力大于                        鲁利双盘双控预磨机对试样进行磨制和抛光处理,

              [ 5 ]
            20MPa , 因此要求材料具有良好的耐高温腐蚀以及耐                        选用10% ( 体积分数, 下同) 草酸水溶液, 用化学电

            疲劳性能, 且相关标准也对发动机气阀材料提出了更                           解腐蚀仪对试样进行腐蚀处理, 利用体视显微镜观
            高的要求 。金相检验可以分析高温合金的组织形貌                            察腐蚀后试样的微观形貌, 利用光学显微镜观察试
                    [ 6 ]
                                                               样的显微组织。

                                                              1 金相试样的制备
                收稿日期: 2023-07-12
                作者简介: 赵守忠( 1997- ), 男, 硕士, 主要从事高温气阀合金热
            处理工艺研究工作                                          1.1 取样

                通信作者: 朱治愿, salan g anezhu@ j ust.edu.cn            选用 NCF3015 合金的化学成分如表 1 所示。
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