电解腐蚀法检测GCr15钢的实际晶粒度

2020-09-04尹衍成王思亓

山东冶金 2020年4期

尹衍成，张弘，王思亓

（中信泰富特钢研究院青钢分院，山东青岛266000）

1 前言

金属材料的力学性能和物理性能与其晶粒大小密切相关［1］。钢的晶粒度分为奥氏体晶粒度和实际晶粒度［2］，钢的奥氏体晶粒度已有大量且深入的研究［3-6］，但是对钢的实际晶粒度的研究还比较少。GCr15钢是典型的高碳高铬轴承钢，被广泛地应用于套圈、滚动体等轴承零件制作中，目前90%以上的轴承都是由GCr15 钢制作的［7］。在实际的生产检验中，有很多客户提出对交货状态GCr15钢的实际晶粒度进行检验的要求，但是传统的腐蚀方法已无法满足检验要求［8］。本文采用电解腐蚀法对交货状态GCr15钢的实际晶粒度进行检验，以满足客户的要求，同时也为钢材的生产检验提供一定的参考。

2 试验方法

热轧态GCr15钢，其化学成分如表1所示。

表1 热轧态GCr15钢化学成分（质量分数） %

硝酸酒精腐蚀法：将常规制备的GCr15钢金相试样进行机械抛光后，置于4%硝酸酒精中腐蚀15 s，用无水乙醇冲洗，吹干后置于显微镜下观察。

电解腐蚀法：将常规制备的GCr15钢金相试样进行机械抛光后，置于电解抛光仪上，使其抛光面朝下，选用1.0 mol/L高锰酸钾溶液作为电解液，在抛光模式下进行电化学腐蚀70 s（直流电压50 V，电流2.6 A），腐蚀后的试样用无水乙醇冲洗，吹干后置于显微镜下观察。

3 结果与讨论

GCr15 钢试样经硝酸酒精腐蚀后的金相组织如图1 所示。出现了明显的组织为索氏体＋珠光体，无法对其实际晶粒度进行评价。GCr15钢试样经电解腐蚀得到的晶界如图2 所示，晶界比较完整，未出现明显的金相组织，从而避免了组织带来的影响，方便观察和评级。

图1 硝酸酒精腐蚀后的GCr15钢晶粒度

图2 电解腐蚀后的GCr15钢晶粒度

用于电解腐蚀的金相试样须进行机械抛光预处理。电解抛光是电化学的溶解过程，没有机械力的作用，因而不引起金属的表面变形，避免机械抛光时试样表面产生的变形层，从而真实地显示金相组织［9］。该检测方法具有加工效率高，不受材料高硬度性能影响的特点［10］。在电解腐蚀过程中，温度是实验室常温，阴极产生的气体为氢气，不产生“酸雾”，对实验人员无伤害。综上所述，电解腐蚀法可以用于GCr15钢实际晶粒度的显示。