[发明专利]一种测定固态相变过程中贝氏体转变温度的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料检测领域，具体涉及一种测定固态相变过程中贝氏体转变温度的方法。

背景技术

近年来，控制轧制和控制冷却在新产品研发和新工艺研究中具有重要的指导意义，而这涉及到钢铁材料的固态相变，通过研究固态相变的原理和规律，就可以采取措施(加热和冷却)控制固态相变过程以获得所预期的组织和结构，从而使之具有所预期的性能，最大限度地发挥现有产品的潜力，开发新产品。

目前，研究和测量钢铁材料固态相变温度的常见手段有热膨胀法、热分析法、金相法和磁性法。最常用的是热膨胀法，且常配合热分析法和金相法测定，其原理是：不同组织如奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体等有不同的比容，因此当高温奥氏体在连续冷却过程中发生相变时试件的长度将发生变化，反映在膨胀曲线上是发生转折，据此转折的切离点可以确定相变的开始温度；当相变结束时，膨胀曲线又成线性变化，从直线的开始点可以确定相变的终了温度。但该方法存在的一个缺憾是：当某一组织的转变量较少时，尤其是在低冷速下的少量贝氏体转变，在热膨胀曲线上转折不明显，从而很难判断是否产生该组织相变，即使结合金相法确定了该组织的产生，但由于热膨胀曲线不发生转折，亦很难测定该组织相变开始和结束的温度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测定固态相变过程中贝氏体转变温度的方法，当贝氏体转变量较少，无法通过热膨胀曲线测定时，运用该方法则可准确测定贝氏体转变温度。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种测定固态相变过程中贝氏体转变温度的方法，包括如下工艺步骤：

(1)试样制备：根据试验设备的需要，将试样加工成特定形状，对试样的观察面进行磨制、抛光，使试样上下表面平整平行后，清洗并吹干；

(2)装样：将步骤(1)中制备的试样放入坩埚中，且置于高温激光共聚焦显微镜的金相加热炉中，进行抽真空后持续充入惰性氩气；

(3)实验程序设定：设定加热速率、保温温度和保温时间、冷却速率；将试样加热到奥氏体单相区；

(4)贝氏体转变温度测定：在冷却过程中，观察到贝氏体开始出现和转变结束，并分别记录温度。

进一步，所述的试样制备过程中，试样加工成直径5～7mm，高3～3.5mm的圆柱形状，经磨制、抛光后，保持试样上下表面平整平行。

进一步，所述的步骤(3)中的加热速率为3～10k/s，保温时间5～15min，冷却速率≤20k/s。

更进一步，所述的测定固态相变过程中贝氏体转变温度的方法中，当冷却速率为10～20k/s时，高温激光共聚焦显微镜的氦气阀门打开，金相加热炉内试样采用氦气冷却。

同现有技术相比，本发明的有益效果至少体现在以下几个方面：

(1)本发明通过高温共聚焦激光显微镜的独特的成像原理，可对材料在冷却过程中发生的变化进行实时观察和记录，即可清晰观察贝氏体的转变。

(2)由于可以实时观察冷却过程中贝氏体的转变，因此在贝氏体转变量较少的情况下也依然可以准确测定其转变温度。

(3)快速冷却时采用氦气冷却，可以使得冷却速率更高。

具体实施方式

实施例1

测定中低碳钢50BV30在不同冷却速率下的贝氏体转变温度。

具体步骤如下：

(1)试样制备：将50BV30试样切割成直径7mm，高3.5mm的圆柱形状，并将观察面进行磨制、抛光，保持试样上下表面平整平行，再放入超声波清洗器里用丙酮进行清洗并吹干。

(2)装样：将清洗后的试样放入氧化铝坩埚中，且置于高温激光共聚焦显微镜的金相加热炉中，进行抽真空后持续充入惰性氩气。

(3)实验程序设定：设定加热速率为5k/s，保温温度为950℃，保温时间为10min，冷却速率具体值为：0.75k/s、1k/s、1.25k/s、1.5k/s、2k/s、3k/s、5k/s、7k/s、10k/s、15k/s。

(4)贝氏体转变温度测定：在冷却过程中，观察到贝氏体开始出现和转变结束，并分别记录温度，记录结果如表1所示。

表150BV30不同冷却速率下的贝氏体转变温度