染色法与常用浸蚀法显示EA4T组织的对比

帖锦芳++陈晋龙

摘 要：简要介绍了一种对不同热处理下的EA4T试样进行染色处理的方法，并与常用浸蚀剂显示组织的方法对比。结果表明，这种方法比常用浸蚀剂显示组织反衬好，有利于鉴别钢中的各种组织，可作为定量金相分析试验和热处理工艺参数调整的理论依据。

关键词：EA4T；染色剂；显微组织；硝酸酒精

中图分类号：TG11 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.099

EA4T是欧洲牌号的材料，采用的技术标准是EN13261.由于其综合性能优良，适用于制造重载、高速列车车轴，并在欧洲得到了广泛的应用。目前，国内将这种材料引进并用于大功率重载交流电力机车上，但国内的研究范围有限，其具体的制造工艺无从查询。在热处理工艺试制过程中，金相混合组织难以识别，从而给工艺的制订带来了一定的困难。本文主要分析了国产EA4T，通过EA4T车轴组织进行染色处理，根据其呈现不同的颜色来鉴别组织。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验所用材料是根据EN13261标准生产的一批EA4T轴坯，其化学成分如表1所示。将原材料锻造成275 mm轴坯，并在图1中的0，3，14，15部位进行金相组织试样加工，分别在920 ℃正火空冷和920 ℃淬火+640 ℃回火调质处理的车轴中心、R/2及表面处截取金相试样，对864 ℃退火的车轴在R/2处进行金相试样加工。

1.2 试验方法

试样磨制抛光后，采用1∶25的硝酸酒精浸蚀，并用Axiovert 40 MAT显微镜组织观察，用ProgRes Capture Pro 2.8.8图像分析仪采集黑白色图像。

将浸蚀后的试样再进行磨制抛光，以去除腐蚀面，用彩色金相染色剂为试样染色，并用Axiovert 40 MAT显微镜进行组织观察，ProgRes Capture Pro 2.8.8圖像分析仪采集彩色图像。

2 试验结果及分析

2.1 浸蚀剂的配制

彩色金相染色剂的配制：将偏重亚硫酸钠与水配制成质量分数为1%～10%的水溶液A，将苦味酸与酒精配制成质量分数为2%～4%的溶液B，将溶液A与B按照1∶1的体积比混合，同时，加入0.2～1 mL质量分数为37%～38%的浓盐酸，充分混合后并搅拌均匀。

2.2 不同热处理工艺和浸蚀剂下的组织比对

2.2.1 原材料轴坯试样金相组织

用1∶25的硝酸酒精浸蚀后的金相显微组织为：轴坯的0，3，14，15位置金相显微组织均为白色铁素体、黑色珠光体和灰色贝氏体组织。由于位置不同，组织的含量有所不同。采用彩色金相染色剂染色，试样会呈现出不同的颜色，具体情况如图2、图3、图4所示。其中，铁素体为蓝灰色或浅黄色，珠光体为黑色，蓝色贝氏体中夹有褐色组织。贝氏体的形态特征与其形成原因有关，一般粒状贝氏体是低碳和中碳合金钢以一定的速度连续冷却获得的，其形成温度稍高于上贝氏体的形成温度。在冷却期间，逐渐出现的贝氏体束比较粗，给出块状或粒状外形，其中不出现碳化物，碳从贝氏体铁素体中分离出来，使残留奥氏体稳定，以后转变为马氏体，从而获得贝氏体、残留奥氏体和马氏体同时出现的组织结构，但是，这比较难辨别。经过相关分析可以得出，褐色组织极有可能为马氏体，而用染色法显示奥氏体组织，则呈现亮白色。

2.2.2 920 ℃正火空冷组织

用1∶25的硝酸酒精浸蚀车轴的表面、R/2处和中心试样，其显微组织均为白色铁素体、黑色珠光体和灰色贝氏体组织。由于取样位置不同，所以，其组织含量也有所不同。采用彩色金相染色剂染色，根据浸蚀后试样中不同组织显示出不同的颜色，可区分组织，铁素体为蓝灰色或浅黄色，珠光体为黑色，蓝色贝氏体，褐色可能为马氏体。从彩色图像中可以看出，贝氏体组织中混有马氏体组织，但用硝酸酒精浸蚀过的试样，由于贝氏体和马氏体的颜色衬度比较低，且组织比较细密，所以，很难区分。具体情况如图5、图6所示。

2.2.3 920 ℃淬火+640 ℃回火调质处理组织

用1∶25的硝酸酒精浸蚀车轴的中心、表面和R/2处，其金相显微组织均为灰色贝氏体、黑色马氏体。由于取样位置不同，组织的含量也不相同。采用彩色金相染色剂染色，试样呈现出不同的颜色，蓝色为贝氏体，褐色为马氏体。其中，车轴表面的马氏体针叶在500倍下观察比较明显，而用硝酸酒精浸蚀则组织不明显，且各组织的含量在定量分析试验中也易于测定。具体情况如图7、图8、图9所示。

2.2.4 864 ℃退火试样组织

用1∶25的硝酸酒精浸蚀车轴的R/2处，其显微组织为白色铁素体、黑色珠光体。采用彩色金相染色剂染色，蓝灰色或浅黄色为铁素体，黑色为珠光体，具体如图10所示。

3 结论

对比染色法与常用浸蚀剂1∶25的硝酸酒精腐蚀EA4T试样组织，染色法的优点是：①采用此方法显示EA4T组织比1∶25的硝酸酒精浸蚀反衬好，各组织呈现不同的色彩，轮廓清晰，层次分明，易于识别；②可以较好地区分贝氏体细密混合组织中含量较少的马氏体组织；③可对各项组织的含量进行定性和定量分析试验，进而为调整EA4T热处理工艺参数奠定基础。

参考文献

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〔编辑：白洁〕