Page 44 - 理化检验-物理分册2024年第十期
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温 娟，等：汽车薄板钢中游离渗碳体的评定方法解析


              1.1.3  渗碳体的评定方法和原则                                           表1  各级别游离渗碳体的组织特征
                  渗碳体级别评定方法主要适用于碳元素质量分                           级别/                   组织特征
              数不大于0.15%的低碳退火钢。评定时采用光学显                            级        A系列          B系列          C系列
              微镜将试样放大500倍，观察试样整个纵向检验面，                                                             游离渗碳体呈点
                                                                        游离渗碳体呈尺        游离渗碳体呈
              根据渗碳体的形貌、分布及尺寸特征来确定渗碳体                               0  寸不大于5 μm的粒     点状或小粒状，趋    状或小粒状均匀分
              的级别。以检验面上游离渗碳体最明显的视场与标                                  状，均匀分布         于形成单层链状     布，略有变形方向
                                                                                                 取向
              准评级图比较评级，确定游离渗碳体的级别。
                                                                        游离渗碳体呈尺        游离渗碳体呈      游离渗碳体呈尺
                  评定时，将游离渗碳体先划分系列，然后在每个                               寸不大于12 μm的     尺寸不大于5 μm 寸不大于5 μm的
                                                                   1
              系列下评级。根据游离渗碳体的形貌特征，将其划                                  粒状，均匀分布于铁 的颗粒，组成单          颗粒，具有变形方
              分为A、B、C三个系列，每个系列渗碳体的形貌是不                                素体晶内和晶粒间       层链状         向取向
              同的，各有其形貌特点。如低级别下或单个的渗碳                                    游离渗碳体趋于网       游离渗碳体呈      游离渗碳体呈尺
                                                                                     尺寸不大于7 μm 寸不大于7 μm的
              体，A系列的渗碳体呈网状、沿晶界形貌，B系列的                              2  状，包围铁素体晶粒      的颗粒，组成单     颗粒，略有聚集，
                                                                      周边不大于1/6晶界
              渗碳体呈链状，C系列的渗碳体呈点状。每个系列                                                 层或双层链状      有变形方向取向
              的渗碳数随着尺寸增大、数量增多，将渗碳体划分为                                                              游离渗碳体呈尺
                                                                                       游离渗碳体呈
              不同的级别，尤其是B和C系列，随着渗碳体数量的                                   游离渗碳体呈网      尺寸为7~12 μm  寸为7~12 μm颗
                                                                   3  状，包围铁素体晶粒                  粒的聚集状态和分
              增多，一定数量的渗碳体会呈现分布趋向，B系列会                                                的颗粒，组成单
                                                                      达1/3晶界                     散带状分布，带状
              呈层状分布，C系列呈带状分布。这里对B系列渗碳                                                层或双层链状      沿变形方向伸长
              体提出了层的概念，如相邻两个链状渗碳体水平间                                    游离渗碳体呈网        游离渗碳体呈尺寸大于12 μm的颗
              距相距较远，垂直距离比较相近，可看做一层。                                4  状，包围铁素体晶粒 粒，组成双层及三层链状，穿过整个
                  三个系列渗碳体的级别划分原则如下：A系列的                               达2/3晶界         视场
                                                                        游离渗碳体沿铁        游离渗碳体呈尺寸大于12 μm的粗
              渗碳体呈网状，根据个别铁素体晶粒外围被渗碳体网
                                                                   5  素体晶界构成连续       大颗粒，组成宽的3层以上 （不包括
              包围部分的占比及渗碳体网的完整程度评定；B系列                                 或近于连续的网状       3层） 链状，穿过整个视场
              的渗碳体呈链状分布，有单层、双层或多层的链状，
              根据游离渗碳体颗粒的大小和链状层数目及链状的                            渗碳体的形貌分布特征。
              长度进行评定；C系列的渗碳体呈点状，根据点状渗                           1.2  定量评定法
              碳体颗粒的大小和渗碳体趋向带状分布的程度进行                                 标准GB/T 13299—2022中的定量法采用的放
              评定，各级别渗碳体特征如表1所示 （游离渗碳体尺                          大倍数、取样、制样等操作方法和评级法要求一样。
              寸最大，可通过目镜或投影屏两种方式测量）。                             定量评级方法是采用金相手工测量法（网格截点法、
                  由表1可知：A系列渗碳体呈网状，随着级别的                         显微镜刻度法）或金相图像分析软件测定游离渗碳
              升高，渗碳体包围铁素体晶界的程度不一样，由1级                           体面积的，放大倍数为500，随机测量不少于5个视
              的不包围逐渐发展为包围晶界的1/6，1/3，2/3及全                       场。由于试样不同位置的渗碳体含量不一样，5个视
              晶界包围；B系列渗碳体则是由单个的链状渗碳体发                           场的位置可选在试样边部、厚度1/4处或心部，具体
              展为一层、双层和三层链状渗碳体，C系列渗碳体则                           位置可由供货双方协定，如无明确规定，在试样厚度
              逐渐趋于有变形方向的带状。当级别严重时，A系                            1/4处随机测量5个视场，取5个视场的平均值作为
              列渗碳体呈网状，沿晶分布，容易与B、C系列渗碳                           游离渗碳体百分含量的最终测量结果。同时，可对
              体区分，而B系列的层状渗碳体和C系列的带状渗                            单视场内单个渗碳体的面积百分含量、个数、面积、
              碳体分布有时不易区分，如表1中B、C系列的4级和                          长度、宽度及其等效圆直径进行表征。该方法需要
              5级所示， 渗碳体形态和分布几乎趋于一致。                             使用金相分析软件，可提供渗碳体的面积百分含量，
                  渗碳体评级法表明汽车板游离渗碳体有3种典                          具体的渗碳体尺寸、数量等信息，便于结合汽车板冲
              型形貌：A系列的渗碳体呈网状、沿晶界形貌；B系                           压、时效等性能进行规律性变化地探讨和研究。
              列的渗碳体呈链状；C系列的渗碳体呈点状。随着                            1.3  尺寸限定法
              其尺寸增大、数量增多，将每种形貌划分为不同的级                                产品标准E700006-02 中提出了尺寸限定法，
              别。渗碳体级别评定方法的评级速度快，不需要借                            用于游离渗碳体的评定。标准中规定在试样观察
              助金相软件，能够快速了解汽车板渗碳体级别和其                            面上使用1 000倍的放大倍数，取10个最小尺寸为
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