为了正确清晰地显示出不锈钢铸坯的凝固组织,笔者对多种试剂进行了侵蚀试验与比较,认为本文所介绍的方法比较理想。

1　铸态δ铁素体的显示

1.1　显示剂配方[1]

铁氰化钾　10g

氢氧化钾　10g

蒸馏水　100ml

1.2　显示方法及结果

将试样置于约50℃的侵蚀液中,15min取出,清洗吹干即可。实验中发现,在室温下即使延长侵蚀时间也显示不出组织;若温度高于50℃或在50℃长时间侵蚀,则易侵蚀过深, δ相晶界较宽,给判定组织带来困难。

图1为用该试剂侵蚀的距铸坯壳表面约10mm处的显微组织,条带状δ铁素体清晰可见。

该试剂侵蚀适度,恰好显示出δ相而不显露γ相晶界,能清晰地观察δ相的形态分布。由于侵蚀的浅,试样经观察研究后,再抛光即可直接用于下述枝晶组织的显示,以便于同一处两种组织的对比研究。

2　枝晶组织的显示

2.1　显示剂配方[2]

氟化氰铵　20g

焦亚硫酸钾　0.5g

蒸馏水　100ml

由于试剂中含有氟离子,容器必须为塑料制品。

2.2　显示方法及结果

这是一种试样表面附着化学沉积膜的彩色显示方法。将抛光吹干的试样夹好放入新配制的侵蚀液中不断晃动,试样检验面上的沉积膜由黄变红,再变兰,待膜变成深兰色时取出用流水冲洗,然后再用酒精冲洗吹干,此时在显微镜下可观察到彩色衬度的枝晶组织。如果显示情况不理想,将试样重新抛光后再重复上述操作。侵蚀液温度一般为室温,随温度升高侵蚀速度加快,如侵蚀时间短,色彩层次较差,时间过长则着色膜易脱落。

侵蚀后的沉着膜的色彩再现性较好,一般从铸坯表面向中心色彩逐渐加深,在枝晶范围内,晶干中心到边缘的色彩是由淡兰渐变为深兰,晶间色彩由黄变为暗红。由于钢种成分的差异所形成的色调有所差异。上述的色彩层次形象地反映出了溶质浓度的偏析,使观察到的枝晶组织衬度更鲜明,更富于立体感。

另外,还可进行着色膜去除后的观察研究。去除方法是将试样放在水中浸泡一下,然后在冲洗干净的抛光盘呢料上轻轻擦拭,待彩色膜消失后用水冲洗并吹干。除去彩色膜后,枝晶组织反差比较强,晶界清晰,使许多组织细节观察的更清楚。图2和图3是用该侵蚀剂显示的结果。可以观察到带有彩色沉着膜的试样与去除膜后的试样其显示结果各有特点。图2为铸坯横断面距铸坯表面10mm处去掉沉着膜后的枝晶组织,显示的组织十分清晰。图3是铸坯横断面中心区的粗大等轴晶组织,彩色沉着膜显示的组织层次好,立体感强,显微镜下观察到的图象更精美。

图3　沉着膜的枝晶组织　90×

3　结论

综上所述,在显示不锈钢铸坯凝固组织时,建议先显示δ相,抛光后再显示彩色衬度的枝晶组织,然后去膜观察,这样既避免了重复制样,还可进行三种结果的对比研究。