電解腐蝕法檢測GCr15鋼的實際晶粒度

尹衍成，張 弘，王思亓

（中信泰富特鋼研究院青鋼分院，山東 青島266000）

1 前 言

金屬材料的力學性能和物理性能與其晶粒大小密切相關［1］。鋼的晶粒度分為奧氏體晶粒度和實際晶粒度［2］，鋼的奧氏體晶粒度已有大量且深入的研究［3-6］，但是對鋼的實際晶粒度的研究還比較少。GCr15鋼是典型的高碳高鉻軸承鋼，被廣泛地應用于套圈、滾動體等軸承零件制作中，目前90%以上的軸承都是由GCr15 鋼制作的［7］。在實際的生產(chǎn)檢驗中，有很多客戶提出對交貨狀態(tài)GCr15鋼的實際晶粒度進行檢驗的要求，但是傳統(tǒng)的腐蝕方法已無法滿足檢驗要求［8］。本文采用電解腐蝕法對交貨狀態(tài)GCr15鋼的實際晶粒度進行檢驗，以滿足客戶的要求，同時也為鋼材的生產(chǎn)檢驗提供一定的參考。

2 試驗方法

熱軋態(tài)GCr15鋼，其化學成分如表1所示。

表1 熱軋態(tài)GCr15鋼化學成分（質量分數(shù)） %

硝酸酒精腐蝕法：將常規(guī)制備的GCr15鋼金相試樣進行機械拋光后，置于4%硝酸酒精中腐蝕15 s，用無水乙醇沖洗，吹干后置于顯微鏡下觀察。

電解腐蝕法：將常規(guī)制備的GCr15鋼金相試樣進行機械拋光后，置于電解拋光儀上，使其拋光面朝下，選用1.0 mol/L高錳酸鉀溶液作為電解液，在拋光模式下進行電化學腐蝕70 s（直流電壓50 V，電流2.6 A），腐蝕后的試樣用無水乙醇沖洗，吹干后置于顯微鏡下觀察。

3 結果與討論

GCr15 鋼試樣經(jīng)硝酸酒精腐蝕后的金相組織如圖1 所示。出現(xiàn)了明顯的組織為索氏體＋珠光體，無法對其實際晶粒度進行評價。GCr15鋼試樣經(jīng)電解腐蝕得到的晶界如圖2 所示，晶界比較完整，未出現(xiàn)明顯的金相組織，從而避免了組織帶來的影響，方便觀察和評級。

圖1 硝酸酒精腐蝕后的GCr15鋼晶粒度

圖2 電解腐蝕后的GCr15鋼晶粒度

用于電解腐蝕的金相試樣須進行機械拋光預處理。電解拋光是電化學的溶解過程，沒有機械力的作用，因而不引起金屬的表面變形，避免機械拋光時試樣表面產(chǎn)生的變形層，從而真實地顯示金相組織［9］。該檢測方法具有加工效率高，不受材料高硬度性能影響的特點［10］。在電解腐蝕過程中，溫度是實驗室常溫，陰極產(chǎn)生的氣體為氫氣，不產(chǎn)生“酸霧”，對實驗人員無傷害。綜上所述，電解腐蝕法可以用于GCr15鋼實際晶粒度的顯示。

4 結 語

電解腐蝕法檢測GCr15 鋼的實際晶粒度具有安全、高效的特點，選用1 mol/L高錳酸鉀溶液作為電解液，可以真實、清晰、完整地顯示GCr15 鋼的實際晶粒度，對GCr15鋼力學性能和物理性能的判斷有重要意義。