雙相鋼是由鐵素體和少量（體積分?jǐn)?shù)<20%）馬氏體組成的高強(qiáng)度鋼，也稱馬氏體雙相鋼，其雙相組織是將低碳鋼或低碳合金鋼經(jīng)過臨界區(qū)熱處理或控軋控冷工藝得到的。大量的研究表明，鐵素體和馬氏體雙相鋼的顯微組織因化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝的不同而異。已獲得的雙相鋼組織有無序組織和定向排列纖維組織兩大類。目前發(fā)展的雙相鋼基本上都是無序組織的雙相鋼，可將無序的組織分為彌散分布組織（塑性良好的鐵索體上彌散分布著高強(qiáng)度島狀馬氏體）、纖維狀雙相混合型組織（平行針狀馬氏體與鐵索體相交錯(cuò)而呈纖維狀）、高位錯(cuò)亞晶結(jié)構(gòu)型組織（具有高密度位錯(cuò)的亞晶結(jié)構(gòu)馬氏體呈網(wǎng)狀或群落狀分布于鐵索體晶界）三種情況。在彌散分布組織中，第二相馬氏體起到彌散強(qiáng)化的作用；在纖維狀雙相混合組織中，這種雙相混合的組織具有對提高雙相鋼性能十分有力的位鍺亞晶結(jié)構(gòu)，起到細(xì)化晶粒的作用。在網(wǎng)狀組織中馬氏體起到強(qiáng)化晶界和細(xì)化晶粒的雙重作用。

  浙江至德鋼業(yè)有限公司通過持續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，影響雙相鋼顯微組織的因素有很多，可以通過臨界區(qū)處理或控制軋制產(chǎn)生，此外鋼中合金元素和原始組織的變化、不同的熱處理工藝或冷卻工藝都會明顯影響和改變雙相鋼的組織形態(tài)。因此，雙相鋼的組織形態(tài)及其相對量有著很寬的調(diào)整范圍。同時(shí)雙相鋼的組織形貌對其性能有著直接的影響，因此雙相鋼的微觀組織形貌觀察及其影響機(jī)理的研究對改善雙相鋼的組織性能有著十分重要的意義。本文采用了光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡對熱軋雙相鋼進(jìn)行了不同放大倍數(shù)下的組織形貌觀察。如前所述，熱軋雙相鋼的顯微組織（如晶粒大小、馬氏體體積分?jǐn)?shù)等）對其力學(xué)性能有著不可忽視的影響，為了研究不同工藝參數(shù)下熱軋雙相鋼的組織演化規(guī)律和組織形貌對力學(xué)性能的影響規(guī)律，至德鋼業(yè)對熱軋?jiān)嚇舆M(jìn)行了光學(xué)顯微鏡下的組織觀察。

一、金相觀察試樣的制備

  熱軋實(shí)驗(yàn)完成后，首先沿著鋼板的軋向方向用剪板機(jī)剪下約為12mm×12ｍｍ大小的試樣，然后將試樣用金相試樣鑲嵌機(jī)把試樣鑲嵌好，在鑲嵌試樣過程應(yīng)注意如下幾個(gè)問題：

 a. 為了防止加熱溫度過高而引起試樣的再次相變，因此至德鋼業(yè)將加熱的溫度定在190℃左右；

  b. 在試樣制備過程中，應(yīng)保證電木粉始終處于壓緊的狀態(tài)，以防止試樣在以后的拋光過程中有電木粉顆粒脫落，造成試樣打磨拋光過程中表面產(chǎn)生劃痕。

二、金相實(shí)驗(yàn)的腐蝕及組織觀察

  將制備好的金相試樣依次在水砂紙及拋光布上打磨拋光后，用4％的酒精溶液進(jìn)行腐蝕，然后通過光學(xué)顯微鏡下觀察與軋向垂直平面的顯微組織，即可得到試樣在室溫下的顯微組織。

  為了更進(jìn)一步的研究熱軋雙相鋼顯微形貌和沖擊試樣的斷裂原因，至德鋼業(yè)將熱軋?jiān)嚇雍蜎_擊試樣在掃描電鏡下進(jìn)行了形貌觀察。

 1. 試樣制備與保存

   為了更好的對組織形貌和斷口形貌進(jìn)行觀察分析，在試樣的制備和保存過程中應(yīng)當(dāng)注意如下幾點(diǎn)：

  a. 組織形貌觀察試樣采用４％酒精溶液腐蝕后的金相試樣，在保存過程中應(yīng)當(dāng)防止氧化和表面劃傷；

  b. 在截取斷口試樣的過程中應(yīng)當(dāng)保證不損傷斷口和裂紋源。在較大尺寸零件上切取斷口試樣時(shí)，斷口與切口應(yīng)當(dāng)保持一定的距離，以防止由于加工熱量影響斷口顯微組織與斷口形貌；

  c. 沖擊試樣斷口觀察試樣可利用線切割機(jī)進(jìn)行切取，在切樣過程中注意斷口不要被油污污染。對于已經(jīng)被油污污染的斷口可以先用汽油清洗，再把斷口試樣放入盛有丙酮溶液的玻璃器皿中進(jìn)行清洗；

  d. 斷口應(yīng)當(dāng)保存在干燥環(huán)境中，避免因在潮濕空氣中暴露時(shí)間過久造成斷口氧化。

 2. 透射電鏡觀察

  為了進(jìn)一步的分析不同工藝條件下熱軋雙相鋼的組織形貌變化和力學(xué)性能變化規(guī)律，至德鋼業(yè)在透射電鏡下對熱軋雙相鋼的組織形貌進(jìn)行了觀察。

  透射試樣的制備較為復(fù)雜，最終要得到50微米左右的薄膜，且不能有任何組織結(jié)構(gòu)變化。其制備過程簡述如下：

  a. 利用線切割機(jī)從試樣上切取0.2mm左右厚的薄片；

  b. 用膠水將金屬薄片粘貼在金屬墊塊上，磨掉由于切割造成的損傷層，再將試樣磨至0.05ｍｍ左右，值得注意的是在試樣打磨過程中應(yīng)防止因用力過大而形成位錯(cuò)；

  c. 將預(yù)減薄得到的0.05mm薄片先沖減成中3ram的小圓片，用聚四氯乙烯夾具夾住圓片，放入雙噴拋光儀上進(jìn)行減薄，由于雙噴拋光儀上裝有光敏自動(dòng)檢測儀，當(dāng)薄片剛穿孔時(shí)立即自動(dòng)切斷電路，這樣制得的圓片周圍厚、中間薄，將雙噴后的試樣放入無水酒精中進(jìn)行沖洗，然后將試樣放入透射電鏡中觀察各種組織的微觀形貌以及分布和形態(tài)等。

三、總結(jié)

 1. 至德鋼業(yè)制定了不同變形制度、溫度制度、冷卻速度下的熱軋實(shí)驗(yàn)工藝，從而為進(jìn)一步研究不同工藝參數(shù)下熱軋雙相鋼組織性能變化規(guī)律提供基礎(chǔ)。

 2. 至德鋼業(yè)按照國家標(biāo)準(zhǔn)制定了熱輥試樣的拉伸實(shí)驗(yàn)、沖擊實(shí)驗(yàn)以及顯微硬度實(shí)驗(yàn)方案，對其力學(xué)性能進(jìn)行了檢測，以達(dá)到檢驗(yàn)熱轆工藝是否能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的目的。

 3. 至德鋼業(yè)制定了熱軋?jiān)嚇拥慕鹣嘟M織觀察、掃描電鏡觀察和透射電鏡觀察的實(shí)驗(yàn)方案。對熱軋?jiān)嚇拥慕M織形貌和斷口形貌進(jìn)行觀察，從而為迸一步研究熱軋雙相鋼鼴微緞織與力學(xué)性能之間的關(guān)系提供依據(jù)。

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