一种大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法与流程

本发明涉及金相分析领域，具体涉及一种大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法。

背景技术：

1、热作模具钢因其具有较高的耐热性、耐磨性和抗热疲劳性能，使其在高温和高压环境下能够保持稳定的性能。随着工业发展需求，对大型零部件需求逐渐增多，大锭型热作模具钢随之出现。大锭型热作模具钢的浇注过程冷速较慢，相应地偏析问题严重，冷却过程二次碳化物的析出较多，尤其像cr-mo-v系热作模具钢的钢种，由于钢种本身含有较多碳化物形成元素cr、mo、v，加之大锭型热作模具钢浇注凝固冷却时间较长，导致钢锭中心的位置出现珠光体组织及大量二次碳化物析出聚集情况，致使按常规方法腐蚀后无法观察到枝晶组织的情况。

2、现有的大锭型热作模具钢的腐蚀方法，有的需要严格控制腐蚀液的配置及使用要求，操作过程复杂，得到完整枝晶组织的成功率及效率较低。

3、基于此，现有技术仍然有待改进。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明主要提供一种方法来解决现有的大锭型热作模具钢的腐蚀方法需要严格控制腐蚀液的配置及使用要求，操作过程复杂，得到完整枝晶组织的成功率及效率较低的问题。

2、具体地，本发明提供一种大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法，其包括：

3、步骤a、将热作模具钢锭试样放入加热炉，随炉加热至淬火温度范围内且未达到退火温度范围内，保温30~40min，之后从所述加热炉中取出，油冷至室温，得到预处理后的热作模具钢锭试样；

4、步骤b、将所述预处理后的热作模具钢锭试样的表面打磨至显出金属光泽，之后控制继续打磨的深度为1~2mm，以得到研磨后的热作模具钢锭试样；

5、步骤c、将所述研磨后的热作模具钢锭试样的研磨面浸入金相腐蚀剂溶液中，腐蚀10~15s，直至试样的表面变为浅灰色取出，以观测所述试样的枝晶组织。

6、在一些实施例中，所述热作模具钢锭的化学成分由碳元素、硅元素、锰元素、铬元素、钼元素、钒元素以及铁元素和不可避免杂质组成。

7、在一些实施例中，所述热作模具钢锭的化学成分中的碳元素的质量占比为0.35%~0.45%，硅元素的质量占比为0.80%~1.20%，锰元素的质量占比不大于 0.50%，铬元素的质量占比为4.50%~5.50%，钒元素的质量占比为0.30%～0.80%，钼元素的质量占比为1.10%～1.60%。

8、在一些实施例中，所述步骤a包括：

9、控制加热炉的淬火温度范围为980℃~1050℃以及退火温度范围为1150℃～1280℃，将热作模具钢锭试样放入所述加热炉，随炉加热至990℃~1010℃。

10、在一些实施例中，所述步骤b包括：

11、步骤b1、将所述预处理后的热作模具钢锭试样放在60目的砂带机上打磨表面至显出金属光泽；

12、步骤b2、控制所述60目的砂带机对所述预处理后的热作模具钢锭试样的继续打磨深度为1~2mm，以得到研磨后的热作模具钢锭试样。

13、在一些实施例中，所述步骤b2还包括：

14、控制所述60目的砂带机对所述预处理后的热作模具钢锭试样继续打磨的深度为1~2mm，使用120目、400目、800目以及1200目的水砂纸依次对打磨完成的热作模具钢锭试样进一步磨制，之后进行抛光处理，得到研磨后的热作模具钢锭试样。

15、在一些实施例中，所述步骤b2还包括：

16、使用2.5μm的金相抛光剂对进一步磨制完成的热作模具钢锭试样进行抛光处理。

17、在一些实施例中，所述步骤c包括：

18、步骤c1、用清水对所述研磨后的热作模具钢锭试样清洗并干燥后，浸入没过其研磨面2~4mm的金相腐蚀剂溶液中；

19、步骤c2、实时观测所述研磨后的热作模具钢锭试样的表面颜色变化并摇晃溶液，腐蚀10~15s，直至试样的表面变为浅灰色取出，清洗并干燥后用显微镜观测所述试样的枝晶组织。

20、在一些实施例中，所述金相腐蚀剂溶液为4%的硝酸酒精溶液。

21、在一些实施例中，所述大锭型热作模具钢锭的锭型包括15吨及其以上的模铸扁锭或电渣锭。

22、本发明的有益效果是：本发明提供一种大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法，对热作模具钢锭试样采取简单操作步骤，将热作模具钢锭试样加入加热炉，随炉升温，加热至淬火温度范围内且未达到退火温度范围内，保温30~40min，之后从炉中取出油冷至室温，得到预处理后的热作模具钢锭试样，接着将预处理后的热作模具钢锭试样的表面打磨至显出金属光泽，控制继续打磨的深度，得到研磨后的热作模具钢锭试样，接着将研磨后的热作模具钢锭试样的研磨面浸入金相腐蚀剂溶液中，腐蚀10~15s，直至试样的表面变为浅灰色取出，以观测试样的枝晶组织。上述大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法按照预处理、制备以及腐蚀步骤即可观测到试样的表面的枝晶组织，不需要严格控制腐蚀液的配置及使用要求，采用常规的制作步骤及腐蚀步骤，操作过程简单，即可观测到枝晶组织，提高了观测大锭型热作模具钢的枝晶组织的成功率以及效率。

1.一种大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法，其特征在于，所述热作模具钢锭的化学成分由碳元素、硅元素、锰元素、铬元素、钼元素、钒元素以及铁元素和不可避免的杂质组成。

3. 根据权利要求2所述的大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法，其特征在于，所述热作模具钢锭的化学成分中的碳元素的质量占比为0.35%~0.45%，硅元素的质量占比为0.80%~1.20%，锰元素的质量占比不大于 0.50%，铬元素的质量占比为4.50%~5.50%，钒元素的质量占比为0.30%～0.80%，钼元素的质量占比为1.10%～1.60%。

4.根据权利要求3所述的大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法，其特征在于，所述步骤a包括：

5.根据权利要求3所述的大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法，其特征在于，所述步骤b包括：

6.根据权利要求5所述的大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法，其特征在于，所述步骤b2还包括：

7.根据权利要求6所述的大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法，其特征在于，所述步骤b2还包括：

8.根据权利要求3所述的大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法，其特征在于，所述步骤c包括：

9.根据权利要求3所述的大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法，其特征在于，所述金相腐蚀剂溶液为4%的硝酸酒精溶液。

10.根据权利要求3所述的大锭型热作模具钢的枝晶腐蚀方法，其特征在于，所述大锭型热作模具钢锭的锭型包括15吨及其以上的模铸扁锭或电渣锭。