如何选择不锈钢和奥氏体锰钢？

5.5.4.1 不锈钢试样的磨制

除了马氏体不锈钢外，其他各类不锈钢的硬度都较低。用常规方法磨制试样时，由于表面塑变而产生扰乱层，使组织模糊不清，有时在磨制过程中还可能发生马氏体相变，出现假象。为保证质量，制备不锈钢试样可采取下列措施：

（1）从粗磨起每一道磨光应当尽量轻磨。

（2）采用反复的浸蚀抛光，将扰乱层去除。

（3）条件许可时，可采用振动抛光或电解抛光（表5-4）。

5.5.4.2 不锈钢试样的组织显示

不锈钢试样的浸蚀较之于磨制难度更大，原因是：①钢的耐蚀性好，显示基体的晶界比较困难，特别是奥氏体不锈钢、超低碳不锈钢等，常难以显示完整的晶界。②不锈钢的组织类型很多，除了不同的基体相外，还常出现δ铁素体，少量的碳化物、σ相及金属间化合物，它们对钢的性能有重要影响。由于各个相的形态没有明显的特点，所以用一般的侵蚀剂常难以鉴别。为了适应检验工作的需要，不锈钢的显示技术不断更新。表5-26给出了不锈钢的常用侵蚀剂。

表5-26 不锈钢的常用侵蚀剂

（续）

下面对不锈钢的显示技术作几点说明：

（1）化学侵蚀时浸蚀、擦蚀均可采用，但擦蚀效果更好，能获得均匀的显示效果。(www.xing528.com)

（2）当奥氏体不锈钢的晶界难以完整显示时，可采用650℃、1h的敏化处理，有利于显示晶界。

（3）采用有些化学侵蚀剂时应严格控制浸蚀条件，例如以铁氰酸盐为主的Murakami试剂在奥氏体不锈钢鉴别中可使不同的相着上不同的颜色，但相的色彩会随侵蚀剂成分、温度、浸蚀时间而改变。如表5-26所示，用标准的Murakami（3号）试剂及改进型试剂（4号）在不同温度下进行浸蚀时，其着色效果不同。

（4）电解侵蚀在不锈钢检验中十分重要，无论是晶界的显示或相的鉴别，效果都明显优于化学侵蚀。例如，用表5-26中8号试剂电解侵蚀时可清晰显示晶界，却不显示奥氏体内的孪晶界。电解侵蚀剂作相鉴定时选择性、重现性及清晰度都十分好，在奥氏体及双相不锈钢中广泛应用。最常用的电解侵蚀液为10%（质量分数）草酸水溶液（表5-26中5号试剂），不同相的显示顺序见表5-26。质量分数为20%的氢氧化钠水溶液常用于显示马氏体不锈钢或奥氏体不锈钢中的δ铁素体。在20V的直流电源下，电解侵蚀5s可使铁素体呈棕褐色，并清晰显示其边界（图5-44），非常适合于定量分析，这是化学侵蚀无法代替的。

（5）热染法在不锈钢检验中有很好的使用价值。试样先用1号试剂化学侵蚀显示边界，然后在空气中加热至500～700℃（最好是650℃），保温20min后即可使各相呈现不同的颜色，奥氏体着色比铁素体快，碳化物着色最慢。奥氏体蓝绿色，σ相橘黄色，铁素体淡奶色，碳化物无色。在相鉴别的同时，各晶粒也产生一定颜色衬度，因而显示晶粒组织。应该说明，热染法获得良好效果的前提是表面应有高的抛光质量。

图5-44 双相不锈钢经NaOH溶液电解浸蚀后的组织 320×

（6）奥氏体不锈钢若采用叠加浸蚀可有效地区分各个相。例如，先用表5-26中1号侵蚀剂，将各相的边界显示出来；然后用10mol/L KOH溶液（表5-26中7号试剂）在3V的直流电压下侵蚀0.4s，使σ相轻微着色，但所有的碳化物不着色；最后采用浓的EH₄OH溶液在6V的直流电压下电解30s，可使很多碳化物受蚀。

5.5.4.3 奥氏体锰钢

奥氏体锰钢即高锰钢，组织状态应为介稳定奥氏体。

高锰钢检验的一个重要内容是测定奥氏体晶粒尺寸。由于奥氏体是在凝固过程形成的，冷却时不发生重结晶，故晶粒尺寸取决于液体金属的过热程度和冷却速度，热处理并不会引起明显的晶粒长大，只是使晶界形态更加规则。一般情况下，高锰钢的晶粒尺寸很粗大，而且对铸件的截面尺寸很敏感，因此检验晶粒尺寸及分布特征最好用宏观法，表5-27推荐了两种宏观侵蚀剂及使用方法。测定时可采用对比法，在低倍下（如25×）把晶粒与标准评级图（GB/T 6394—2002）对比，再依据表5-14转换为规定放大倍数的晶粒度。也可直接测定每个晶粒的平均直径，再计算晶粒度。高锰钢的晶粒度一般为负值，如-3.8级。

高锰钢的试样制备与常规材料相同，表5-27中介绍了几种高锰钢的侵蚀剂。显微组织中除奥氏体外，晶界上常有碳化物及小的珠光体晶团等析出物，它们也可能分布在晶内的树枝间，析出物的数量及尺寸随铸件的壁厚增加而增多、增大。韧化处理能使大多数碳化物溶解，但晶界仍会有残留的碳化物。显微组织对铸件尺寸极为敏感，由于高合金钢的导热性差，在厚截面处冷却速度往往不足，加上原始的偏析严重，这里的晶界及树枝间碳化物残留较多，所以在检验高锰钢显微组织时要特别注意取样部位。GB/T13925—2010《铸造高锰钢金相》中对未溶碳化物、析出碳化物及其他检验项目都有标准图片，供评级参考。高锰钢经变形或使用后，奥氏体内会出现大量形变孪晶。