重载铁路用贝氏体钢轨显微组织定量表征

发布时间：2024-12-25 22:35

　　 近年来,贝氏体钢轨由于具有优良的强韧性、焊接性及耐磨损性能、抗疲劳性能,得到广泛关注。贝氏体钢轨中通常包含贝氏体铁素体、马氏体和残余奥氏体复相组织。而贝氏体铁素体和马氏体都是体心立方结构,如何区分并定量表征贝氏体铁素体和马氏体的含量是目前复相钢面临的一个难题。本实验采用彩色金相法、电子背散射衍射(EBSD)法、纳米压痕法及膨胀仪法(并结合XRD分析)对重载铁路用贝氏体钢轨显微组织进行定量表征。结果表明:四种方法测定的贝氏体铁素体、马氏体比例基本一致。其中,贝氏体铁素体的比例(以下均为体积分数)为47.3%～53.5%,马氏体的比例为40.3%～46.5%,残余奥氏体的含量为6.2%(经XRD测定)。彩色金相法最为方便经济;而EBSD法和纳米压痕法可以区分更为精细的组织类型。

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【部分图文】：

图1 参考TB/T 2344-2012标准金相取样位置示意图

式中:H表示硬度,Pmax表示最大压入荷载,hc表示接触深度,A表示面积函数,Er为折减模量,E和v分别表示样品的弹性模量、泊松比,Ei和vi表示实验用压头的弹性模量、泊松比。XRD检测试样经过打磨和电解抛光之后,在Dmax2500-VX射线衍射仪上进行,实验采用Cu靶,工作....

图2 U20Mn贝氏体钢轨的XRD分析

XRD法是定量表征残余奥氏体常用的方法,其因精确度较高而被广泛采用。本研究中,首先采用XRD测试钢中的残余奥氏体含量,图2为测得的XRD谱,其中贝氏体和马氏体均为BCC结构,在XRD谱中不易分辨,残余奥氏体为FCC相。参考标准《钢中残余奥氏体定量测定X射线衍射仪法》(YBT53....

图3 经改进型Lepera试剂浸蚀的(a)全马氏体金相组织图和(b)贝氏体等温组织

通过标准样及原位表征对照,发现彩色金相可以较好地分辨及区分钢轨中的各相组织,因此,采用Photoshop软件对彩色金相图像进行处理并统计,所统计视野不少于10个。分析结果显示,U20Mn贝氏体钢轨复相组织中各相的比例分别为:贝氏体铁素体为53.5%,马氏体组织为40.3%,残余奥....

图4 U20Mn贝氏体钢轨的贝氏体/马氏体复相组织,(a)经4%硝酸酒精溶液浸蚀后的OM照片,(b)经4%硝酸酒精溶液浸蚀后的SEM照片,(c)为(b)中蓝色区域组织的放大图,(d)经Lepera试剂浸蚀后的OM照片

图3经改进型Lepera试剂浸蚀的(a)全马氏体金相组织图和(b)贝氏体等温组织2.3EBSD法

本文编号：4020107