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      一種定量評價熱軋trip鋼中各相組織的方法

      文檔序號:6173171閱讀:852來源:國知局
      一種定量評價熱軋trip鋼中各相組織的方法
      【專利摘要】本發(fā)明涉及一種定量評價熱軋TRIP鋼中各相組織的方法,該方法利用掃描電鏡上配備的電子背散射衍射裝置對熱軋TRIP鋼的FCC相(殘余奧氏體)及BCC相(鐵素體、貝氏體、馬氏體)進(jìn)行定量測量,根據(jù)FCC相和BCC相結(jié)構(gòu)的明顯不同,先分辨出殘余奧氏體;再根據(jù)鐵素體、貝氏體和馬氏體這三種相似結(jié)構(gòu)相菊池花樣質(zhì)量的差別,利用EBSD處理軟件中的菊池帶襯度BC(Band?Contrast)圖中灰度值差異對這三相進(jìn)行定量化的分辨,從而實現(xiàn)熱軋TRIP鋼的多相分離及定量分析,該方法準(zhǔn)確、可靠,可應(yīng)用于鋼中組織測量【技術(shù)領(lǐng)域】。
      【專利說明】一種定量評價熱軋TRIP鋼中各相組織的方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001 ] 本發(fā)明屬于鋼中組織測量【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及一種采用EBSD (ElectronBackscattered Diffraction)技術(shù)區(qū)分TRIP鋼中多相組織鐵素體、貝氏體、馬氏體、及殘余奧氏體四相及其定量分析方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]TRIP (Transformation Induced Plasticity)鋼即相變誘導(dǎo)塑性鋼,通過相變誘導(dǎo)性效應(yīng)使鋼中殘余奧氏體在塑性變形作用下發(fā)生馬氏體相變,從而提高鋼的強(qiáng)度和韌性。TRIP鋼中普遍含有鐵素體、貝氏體、奧氏體組織,當(dāng)發(fā)生形變誘導(dǎo)相變后,還存在馬氏體組織。奧氏體屬于面心立方結(jié)構(gòu),根據(jù)結(jié)構(gòu)的差別很容易將其分辨出來,而鐵素體等其余三相的結(jié)構(gòu)極為相似,很難直接將三者分辨出來。
      [0003]TRIP鋼多相辨別的傳統(tǒng)方法有以下兩種:①金相染色法,該方法利用不同組織著色度不同來區(qū)分的,經(jīng)該法著色后可以分辨鐵素體和貝氏體,但是對于有Μ/A島的TRIP鋼,著色法無法將殘余奧氏體與馬氏體直接區(qū)分開;②大小角度晶界和反極圖成相法,該方法首先根據(jù)BCC和FCC相結(jié)構(gòu)不同,實現(xiàn)BCC相和FCC相的分離,再利用鐵素體和貝氏體中晶粒取向的不同(貝氏體組織中小角度晶界多,鐵素體組織中大角度晶界多),實現(xiàn)鐵素體和貝氏體分離,再利用獨(dú)立的計算軟件得到三者的含量,該方法同樣難以分辨殘余奧氏體與馬氏體。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]本發(fā)明的目的在于提供一種采用EBSD有效區(qū)分熱軋TRIP鋼中多相組織及其定量分析的方法,主要利用掃描電鏡上的EBSD裝置對TRIP鋼中的鐵素體、貝氏體、馬氏體和殘余奧氏體進(jìn)行辨別及定量分析。
      [0005]本發(fā)明的具體工藝步驟如下:
      [0006]1.一種定量評價熱軋TRIP鋼中各相組織的方法,具體按以下步驟進(jìn)行:
      [0007]I)取待測熱軋TRIP鋼樣品小試樣,試樣為塊狀,上下表面平行,對需采集數(shù)據(jù)的截面進(jìn)行精磨;
      [0008]2)對已經(jīng)精磨的試樣置于全自動拋光機(jī)上進(jìn)行精細(xì)拋光,使待測表面平整無應(yīng)力,迅速置于無水乙醇中洗凈并吹干;
      [0009]3)對已經(jīng)拋光的樣品放入腐蝕劑中進(jìn)行腐蝕,腐蝕至在光學(xué)顯微鏡下看到晶界;其中,所述腐蝕劑為:2?4%硝酸酒精溶液;
      [0010]4)對所述試樣進(jìn)行EBSD分析,相選擇中選取BCC相和FCC相;
      [0011]5)選擇的步長小于0.1 μ m ;
      [0012]6)EBSD數(shù)據(jù)采集完成后,打開分析軟件,對所采集到的EBSD數(shù)據(jù)進(jìn)行以下分析處理:
      [0013]利用EBSD相分辨技術(shù)對殘余奧氏體進(jìn)行分離,按BC灰度頻率分布圖中的雙峰灰度值范圍,對貝氏體和鐵素體進(jìn)行分辨,再對已區(qū)分的三相進(jìn)行彩色著色,而未標(biāo)色區(qū)域為馬氏體;
      [0014]7)根據(jù)三相彩色圖的面積比例,利用EBSD軟件直接統(tǒng)計計算,得出該三相的含量,再通過換算得出馬氏體的含量,最終確定熱軋TRIP鋼中四相的比例。
      [0015]進(jìn)一步,所述步驟6)的處理方式替換為:先利用EBSD相分辨技術(shù)對BC圖中殘余奧氏體進(jìn)行獨(dú)立著色,再按BC灰度頻率分布圖中的雙峰灰度值范圍,對貝氏體和鐵素體進(jìn)行不同顏色著色,而未標(biāo)色區(qū)域為馬氏體。
      [0016]或者,所述步驟6)的處理方式替換為:先按BC灰度頻率分布圖中的雙峰灰度值范圍,對貝氏體和鐵素體進(jìn)行不同顏色著色,再利用EBSD相分辨技術(shù)對BC圖中殘余奧氏體進(jìn)行獨(dú)立著色,而未標(biāo)色區(qū)域為馬氏體。
      [0017]在利用EBSD研究鋼鐵組織過程中,利用相結(jié)構(gòu)的不同可以將殘余奧氏體組織從TRIP鋼中分辨出來,而鐵素體、貝氏體和馬氏體屬于相似結(jié)構(gòu)相,難以直接分離,但由于三相晶格畸變的差異性導(dǎo)致菊池花樣質(zhì)量不同,可根據(jù)EBSD處理軟件中的菊池帶襯度圖BC值對這三相進(jìn)行定量化的分辨,即用BC灰度頻率圖的灰度值(0-255之間)來直接區(qū)分鐵素體和貝氏體,剩余相為馬氏體,從而達(dá)到TRIP鋼的多相分辨和定量分析。
      [0018]本發(fā)明的有益效果是:該方法通過EBSD實驗即可實現(xiàn)熱軋TRIP鋼中鐵素體、貝氏體、馬氏體和殘余奧氏體進(jìn)行辨別及定量分析。該方法定量結(jié)果較為準(zhǔn)確,且能較好反映相分布位置,同時得到定性分布和定量結(jié)果。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0019]圖1為實施例1中熱軋TRIP鋼EBSD實驗區(qū)域的微觀組織圖;
      [0020]圖2為實施例1中熱軋TRIP鋼實驗數(shù)據(jù)處理后得到的BC圖;
      [0021]圖3為實施例1中熱軋TRIP鋼BC圖中殘余奧氏體著色圖;
      [0022]圖4為實施例1中熱軋TRIP鋼BC灰度頻率圖;
      [0023]圖5為實施例1中熱軋TRIP鋼BC圖中鐵素體、貝氏體、殘余奧氏體、馬氏體著色及四相的定量分布圖。
      【具體實施方式】
      [0024]實施例1
      [0025]I)采用線切割切取合適大小的試樣,用粗砂紙對試樣的六個面進(jìn)行粗磨,使上下表面平行,再在全自動磨樣機(jī)上對所要采集數(shù)據(jù)的面進(jìn)行精磨;
      [0026]2)將試樣置于全自動拋光機(jī)上精細(xì)機(jī)械拋光,選擇顆粒度為0.02 μ m左右,拋光時間為3min左右,直至在金相顯微鏡50?100倍下試樣表面觀察不到明顯劃痕,拋光樣品迅速在無水乙醇中洗凈,并用電吹風(fēng)熱風(fēng)吹干;
      [0027]3)對已經(jīng)拋光無劃痕樣品進(jìn)行快速輕腐蝕,腐蝕程度至可以光學(xué)顯微鏡下看到晶界為宜;其中所用腐蝕劑為:4%的硝酸酒精溶液;
      [0028]4)通過日本電子JSM-7001型場發(fā)射掃描電鏡對試樣進(jìn)行微觀組織觀察,利用配備的HKL Channel 5EBSD系統(tǒng)對同一區(qū)域進(jìn)行EBSD數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)處理時選擇相為BCC相和FCC相;得到的微區(qū)組織圖如圖1所示;[0029]5)采集時所設(shè)置步長0.075 μ m,在1000倍下選取75 μ mX 75 μ m面積的區(qū)域進(jìn)行EBSD實驗,記錄標(biāo)定的數(shù)據(jù);
      [0030]6)EBSD數(shù)據(jù)采集完成后,打開分析軟件,對所采集到的EBSD數(shù)據(jù)進(jìn)行以下分析處理:
      [0031]①區(qū)分殘余奧氏體相:去除實驗結(jié)果中的未標(biāo)點(diǎn)和誤標(biāo)點(diǎn)之后逐級去除噪點(diǎn),再將數(shù)據(jù)處理成菊池帶襯度BC圖(如圖2所示),在BC圖中利用BCC相的體心結(jié)構(gòu)和FCC相的面心結(jié)構(gòu)不同先將TRIP鋼中的FCC相賦予成彩色,以紅色表示,即將殘余奧氏體直接區(qū)分,如圖3所示;
      [0032]②定義貝氏體相或者鐵素體相:根據(jù)貝氏體和鐵素體菊池花樣質(zhì)量差別所對應(yīng)的灰度數(shù)值的高低,對BC灰度頻率圖(如圖4所示)的峰進(jìn)行劃分,將灰度數(shù)值15?75范圍保存成獨(dú)立數(shù)據(jù),定義該范圍對應(yīng)為貝氏體相;或者,將灰度數(shù)值75?115范圍保存成獨(dú)立數(shù)據(jù),定義該范圍對應(yīng)為鐵素體相。
      [0033]③區(qū)分貝氏體、鐵素體和馬氏體:將貝氏體相和剩余的BCC相(即鐵素體),或者鐵素體相和剩余的BCC相(S卩貝氏體)賦予成彩色,分別以黃色和綠色表示,而未著色(顯白色)的區(qū)域為馬氏體,如圖5所示;
      [0034]④定量分析:根據(jù)多相的顏色分布(如圖5所示),利用HKL EBSD-Channe15軟件對已經(jīng)賦予顏色的貝氏體、鐵素體和殘余奧氏體進(jìn)行定量計算,結(jié)果顯示鐵素體含量為56.70%、貝氏體含量為37.30%、殘余奧氏體含量為3.83%,根據(jù)歸一化推算可知馬氏體含量為 2.17%。
      【權(quán)利要求】
      1.一種定量評價熱軋TRIP鋼中各相組織的方法,其特征在于,具體按以下步驟進(jìn)行: 1)取待測熱軋TRIP鋼樣品小試樣,試樣為塊狀,上下表面平行,對需采集數(shù)據(jù)的截面進(jìn)行精磨; 2)對已經(jīng)精磨的試樣置于全自動拋光機(jī)上進(jìn)行精細(xì)拋光,使待測表面平整無應(yīng)力,迅速置于無水乙醇中洗凈并吹干; 3)對已經(jīng)拋光的樣品放入腐蝕劑中進(jìn)行腐蝕,腐蝕至在光學(xué)顯微鏡下看到晶界;其中,所述腐蝕劑為:2?4%硝酸酒精溶液; 4)對所述試樣進(jìn)行EBSD分析,相選擇中選取BCC相和FCC相; 5)選擇的步長小于0.1 μ m ; 6)EBSD數(shù)據(jù)采集完成后,打開分析軟件,對所采集到的EBSD數(shù)據(jù)進(jìn)行以下分析處理: 利用EBSD相分辨技術(shù)對殘余奧氏體進(jìn)行分離,按BC灰度頻率分布圖中的雙峰灰度值范圍,對貝氏體和鐵素體進(jìn)行分辨,再對已區(qū)分的三相進(jìn)行彩色著色,而未標(biāo)色區(qū)域為馬氏體; 7)根據(jù)三相彩色圖的面積比例,利用EBSD軟件直接統(tǒng)計計算,得出該三相的含量,再通過換算得出馬氏體的含量,最終確定熱軋TRIP鋼中四相的比例。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定量評價熱軋TRIP鋼中各相組織的方法,其特征在于,所述步驟6)替換為以下方式分析處理:先利用EBSD相分辨技術(shù)對BC圖中殘余奧氏體進(jìn)行獨(dú)立著色,再按BC灰度頻率分布圖中的雙峰灰度值范圍,對貝氏體和鐵素體進(jìn)行不同顏色著色,而未標(biāo)色區(qū)域為馬氏體。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定量評價熱軋TRIP鋼中各相組織的方法,其特征在于,所述步驟6)替換為以下方式分析處理:先按BC灰度頻率分布圖中的雙峰灰度值范圍,對貝氏體和鐵素體進(jìn)行不同顏色著色,再利用EBSD相分辨技術(shù)對BC圖中殘余奧氏體進(jìn)行獨(dú)立著色,而未標(biāo)色區(qū)域為馬氏體。
      【文檔編號】G01N23/203GK103454294SQ201310359250
      【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
      【發(fā)明者】牛亞慧, 張珂, 洪慧敏, 金傳偉 申請人:江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
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