一种中高碳钢盘条索氏体化率测定方法与流程

本发明属于金相测定技术领域，具体涉及一种中高碳钢盘条索氏体化率测定方法。

背景技术：

索氏体是一种铁素体与渗碳体的混合物，不过比珠光体的片层间距要细的多，也称细珠光体。随着国内外不同牌号规格的中高碳钢盘条产品的开发，产品质量的检验除了常规的力学性能之外，索氏体化率是中高碳钢盘条的重要质量指标，对于中高碳钢盘条来说，索氏体是钢铁组织中强韧性兼备、综合力学性能最好的一种组织，较高的索氏体化率可以保证盘条的强度和塑性指标大大提高，尤其在拉拔过程中保持均匀变形，不易发生断裂。因此，在检验分析过程中必须确保索氏体化率的准确测定。

目前，行业上测定索氏体化率的方法无外乎两种：1、在光学显微镜下500倍下通过能否看清片层结构来判断珠光体和索氏体组织；2、在扫描电镜下直接测量片层间距进行辨别。上述两种方法各有利弊，第一种方法测量速度快，但是准确性存在较大误差，第二种方法能准确测量，但是需要花费较长时间，不适用于生产检验。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种中高碳钢盘条索氏体化率测定方法，解决了现有索氏体化率测定准确性误差大、花费时间长的问题。

本发明所采用的一个技术方案是，一种中高碳钢盘条索氏体化率测定方法，截取中高碳钢盘条横截面试样，距中高碳钢盘条横截面试样上任取一点作为检测点，在检测点上连续拍摄多张金相照片，根据设定的灰度值将每张金相照片中的白色区域和绿色区域进行分离，确定出每张金相照片中的铁素体、珠光体及索氏体组织区域，按照索氏体化率＝索氏体组织区域面积/全部组织区域面积，计算每张金相照片的索氏体化率，再取其平均值作为该中高碳钢盘条横截面试样的索氏体化率。

本发明的特点还在于，包括以下步骤：

步骤1，截取中高碳钢盘条横截面试样，进行镶嵌、抛光，再经硝酸酒精溶液腐蚀后吹干；

步骤2，距步骤1处理的中高碳钢盘条横截面试样圆心四分之一直径处的圆周上任取一点作为检测点，在检测点上连续拍摄多张金相照片；

步骤3，设定初始灰度值a，根据设定的灰度值分离出步骤2拍摄的每张金相照片的白色区域和绿色区域，若初始灰度值a不能将金相照片白色区域和绿色区域分离出来，则对灰度值进行调整，能够分离出白色区域和绿色区域时，停止调整，则获得每张金相照片的灰度值b；

步骤4，采用人工方式将步骤2拍摄的每张金相照片的片层间距较大的珠光体组织分离出来，作为白色区域，再根据步骤3获得的灰度值b按照铁素体组织为白色区域，索氏体组织为绿色区域进行分离，则确定出每张金相照片中的铁素体、珠光体及索氏体组织区域；

步骤5，根据步骤4确定出的铁素体、珠光体及索氏体组织区域面积，按照索氏体化率＝索氏体组织区域面积/全部组织区域面积(索氏体组织区域面积+铁素体区域面积+珠光体组织区域面积)，计算出每张金相照片的索氏体化率，再根据每张金相照片的索氏体化率计算出中高碳钢盘条横截面试样的平均索氏体化率，即为该中高碳钢盘条横截面试样的索氏体化率。

步骤2中，拍摄金相照片的设备采用具有拍照功能的光学显微镜。

步骤2中，拍摄的金相照片为检测点在放大倍数为500倍视场下取得的金相照片。

片层间距较大的珠光体组织为每张金相照片在500倍下能够观察到的片层珠光体组织。

本发明的有益效果是，本发明一种中高碳钢盘条索氏体化率测定方法，确定灰度值b后，能够快速且准确的分离铁素体、珠光体、索氏体，从而对索氏体进行测定，计算其索氏体化率，测定方法简单、准确性高，从而保证了中高碳钢盘条的产品质量，有利于中高碳钢盘条产品在生产过程中的检验分析。

附图说明

图1是本发明一种中高碳钢盘条索氏体化率测定方法拍摄的第一张金相照片；

图2是本发明一种中高碳钢盘条索氏体化率测定方法拍摄的第二张金相照片；

图3是本发明一种中高碳钢盘条索氏体化率测定方法拍摄的第三张金相照片；

图4是本发明一种中高碳钢盘条索氏体化率测定方法确定灰度值b后的金相照片；

图5本发明一种中高碳钢盘条索氏体化率测定方法分离出铁素体、珠光体及索氏体后的金相照片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明一种中高碳钢盘条索氏体化率测定方法，截取中高碳钢盘条横截面试样，距中高碳钢盘条横截面试样上任取一点作为检测点，在检测点上连续拍摄多张金相照片，根据设定的灰度值将每张金相照片中的白色组织区域和绿色组织区域进行分离，确定出每张金相照片中的铁素体、珠光体及索氏体组织区域，按照索氏体化率＝索氏体组织区域面积/全部组织区域面积(索氏体组织区域面积+铁素体区域面积+珠光体组织区域面积)，计算每张金相照片的索氏体化率，再取其平均值作为该中高碳钢盘条横截面试样的索氏体化率。

步骤1，截取中高碳钢盘条横截面试样，进行镶嵌、抛光，再经硝酸酒精溶液腐蚀后吹干；

步骤2，选定视场：距步骤1处理的中高碳钢盘条横截面试样圆心四分之一直径处的圆周上任取一点作为检测点，采用具有拍照功能的光学显微镜，在检测点上连续拍摄多张放大倍数为500倍视场下的金相照片；

步骤3，确定灰度值：设定初始灰度值a，金相分析软件(具体采用奥林巴斯光学显微镜金相分析m3软件)根据设定的灰度值分离出步骤2拍摄的每张金相照片的白色组织区域和绿色组织区域，由于不同的腐蚀时间、不同的产品的影响，初始设定的灰度值a不能准确分离出金相照片的白色组织区域和绿色组织区域，若初始灰度值a不能将金相照片白色组织区域和绿色组织区域准确分离出来，则进行人工干预对灰度值a进行调整，直到能够分离出白色组织区域和绿色组织区域时，停止调整，则获得每张金相照片的灰度值b；

步骤4，分离组织：采用人工方式将步骤2拍摄的每张金相照片在500倍下能够清楚看到的片层珠光体组织单独分离出来，作为白色区域，再根据步骤3获得的灰度值b按照铁素体组织为白色区域，索氏体组织为绿色区域进行分离，则确定出每张金相照片中的铁素体、珠光体及索氏体组织区域；

若分离的多张金相照片为同一中高碳钢盘条横截面试样，且为相同的硝酸酒精溶液进行腐蚀获得，则仅确定一张金相照片的灰度值b，其他金相照片直接采用该灰度值b，以提高检验效率；

步骤5，测定索氏体化率：根据步骤4确定出的铁素体、珠光体及索氏体组织区域面积，按照索氏体化率＝索氏体组织区域面积/全部组织区域面积(索氏体组织区域面积+铁素体区域面积+珠光体组织区域面积)，计算出每张照片的索氏体化率，再根据每张金相照片的索氏体化率计算出中高碳钢盘条横截面试样的平均索氏体化率，即为该中高碳钢盘条横截面试样的索氏体化率。

由于珠光体组织为混合组织，所以奥林巴斯光学显微镜金相分析m3软件在计算过程中会将在500倍下能观察到片层珠光体中的白色铁素体组织和黑色渗碳体组织分离开，把黑色的渗碳体作为绿色区域进行处理，导致索氏体化率测定结果出现较大偏差，所以在确定灰度值b后，需要人工干预将在500倍下能观察到片层珠光体整体分离出来作为白色区域的一种，这样试样的组织经分离后为铁素体+珠光体+索氏体，从而准确测定索氏体所占的比例。

实验验证：

取φ8mm/65#钢盘条，测定其索氏体化率，具体按照以下步骤实施：

步骤1，截取φ8mm/65#钢盘条横截面试样，进行镶嵌、抛光，再经硝酸酒精溶液腐蚀后吹干；

步骤2，选定视场：距步骤1处理的中高碳钢盘条横截面试样圆心四分之一直径处的圆周上任取一点作为检测点，采用具有拍照功能的光学显微镜，在检测点上连续拍摄多张放大倍数为500倍视场下的金相照片，拍摄如图1、图2和图3所示的三张照片；

步骤3，确定灰度值：对图1进行设定初始灰度值a为120，奥林巴斯光学显微镜金相分析m3软件根据设定的灰度值分离出步骤2拍摄的图1金相照片的白色区域和绿色区域，则灰度值a即为获得的金相照片灰度值b，分离后得到图4；

由于图2和图3为相同的腐蚀条件、相同的产品，则灰度值a均设定为120；

步骤4，分离组织：采用人工方式将步骤3得到的分离后的图片4中在500倍下能观察到片层珠光体组织整体分离出来，作为白色区域，再根据灰度值a按照铁素体组织为白色区域，索氏体组织为绿色区域进行分离，则得到如图5所示的铁素体、珠光体及索氏体组织区域，其中白色区域包含铁素体和珠光体区域；

步骤5，测定索氏体化率：根据步骤4确定出的铁素体、珠光体及索氏体组织区域面积，按照索氏体化率＝索氏体组织区域面积/全部组织区域面积(索氏体组织区域面积+铁素体区域面积+珠光体组织区域面积)，计算出图1金相照片的索氏体化率为84.66％，在灰度值a为120时，对图2和图3按照步骤3及步骤4进行操作，计算出图2的索氏体化率为85.28％，图3的索氏体化率为85.74％，则图2、图2和图3的索氏体化率的平均值为85.23％，故φ8mm/65#钢盘条的索氏体化率为85.23％。

通过上述方式，本发明一种中高碳钢盘条索氏体化率测定方法，由于珠光体组织为混合组织，所以金相分析软件在计算过程中会将片层间距较大的珠光体中的白色铁素体组织和黑色渗碳体组织分离开，把黑色的渗碳体作为绿色区域进行处理，导致索氏体化率测定结果出现较大偏差，而本发明测定方法，通过人工干预进行确定灰度值b，能够快速且准确的分离铁素体、珠光体、索氏体，从而对索氏体进行测定，计算其索氏体化率，且同一处理条件的样品，仅需确定一次灰度值即可，测定方法简单、准确性高，从而保证了中高碳钢盘条的产品质量，有利于中高碳钢盘条产品在生产过程中的检验分析。