合金钢中复相组织的彩色金相浸蚀方法

（文章来源：嘉峪检测网）

合金钢在连续冷却转变过程中，一般会同时出现两种以上的相即复相或多相组织。采用常规的化学浸蚀剂得到的显微组织有时差别较小，不易区分。Lepera试剂是一种适用于区别合金钢中复相组织的彩色金相浸蚀剂，其配方在一些文献中有简单介绍，但对使用该彩色金相浸蚀方法的注意事项鲜有涉及。实际上，该方法在操作过程中非常容易失败，为此笔者通过试验对该浸蚀方法的一些关键步骤和注意事项进行了介绍，以帮助检验人员有效实施该浸蚀方法。

试验方法

浸蚀剂的配制

使用量杯和天平配置两杯溶液待用。A溶液为4％(质量分数，下同)苦味酸酒精溶液，B溶液为1％偏重亚硫酸钠水溶液。配置时注意使A溶液和B溶液体积相等。

试验方法

试验用钢为一种低碳合金钢，对其热处理后在不同速度下冷却。冷却速度为5，10，15，20，30，40℃·s-1。使用彩色金相浸蚀剂Lepera试剂浸蚀后观察彩色显微组织形貌；使用常规的4％硝酸酒精溶液浸蚀后观察黑白显微组织形貌。

彩色金相浸蚀步骤和注意事项

(1)将待浸蚀试样抛光至无形变、无污迹的光亮镜面状态。该浸蚀方法属于彩色金相范畴，通过在试样表面形成一层着色膜来显示各相，所以对抛光面质量要求很高。可采用4％硝酸酒精溶液反复浸蚀、抛光去除其形变组织。最后一次抛光时，需洗净抛光布，以确保抛光后的试样表面光亮、无污迹。

(2)按照A溶液与B溶液体积比为1∶1的配比将溶液混合并放置于大小合适的玻璃皿中。该浸蚀剂的特点是混合后需立即使用，混合后超过10min或多个试样重复使用会降低着色效果，这一细节极易被忽略，也是该试剂容易着色失败的主要原因。

(3)浸蚀温度选择室温或稍高于室温。春季和夏季时，该浸蚀剂可直接使用；而深秋和冬季时，则需要对其进行加热，加热时不可加热到较高温度后再冷却到室温使用。为了避免加热时温度过高，可采用恒温水浴的方法加热。

(4)用塑料夹子夹持试样，抛光面向下，浸入浸蚀剂中约10s后取出观察。当观察到试样抛光面由光亮变暗后，立即用流水冲洗并用酒精淋面后吹干。成分不同的合金钢种浸蚀时间会有所差异，时间过短则浸蚀程度浅，没有明显着色特征；时间过长则浸蚀程度深，出现假象，有时着色膜层会发生重溶，使操作者误以为浸蚀时间不够。最好的方法就是浸蚀多次，使用秒表计时，找出最佳浸蚀时间，避免盲目地重复浸蚀。

试验结果与讨论

图1 不同冷却速度下合金钢的彩色显微组织形貌

图1a)的显微组织为粗大的粒状贝氏体，在蓝色铁素体基体上分布着亮黄色的马氏体/奥氏体(M/A)岛组元。图1b)仍为粒状贝氏体组织，但M/A岛颗粒开始变小。图1c)为粒状贝氏体＋贝氏体，粒状贝氏体中的M/A岛颗粒进一步变小，同时观察到呈线状排列的密集点，这是贝氏体的典型特征。图1d)的整个试样上均为位向明显的呈线状排列的密集点，属于贝氏体组织，但观察不到亮黄色颗粒，说明M/A岛消失，基本无粒状贝氏体组织。图1e)为贝氏体＋马氏体，与图1d)相比，最大的差异是组织中开始出现细长的蓝白色板条，板条上一片空白，这是形成了板条马氏体的表现。图1f)为板条马氏体，褐色基体上分布不同位向的蓝白色板条，该组织形貌与其他图像区别明显，组织较立体，体现了马氏体的表面浮凸效应。

图2 不同冷却速度下合金钢的普通显微组织形貌

图1中的这些组织特征在图2的普通浸蚀方法获得的组织形貌中都有体现，但是无论颜色还是形态都不如图1直观明了，尤其当图像中存在复相时。图1c)与图1e)的彩色照片可以轻易区分出复相中的各相，而图2c)与图2e)中复相区别较小，识别困难。需要注意的是，在采用彩色金相浸蚀方法进行金相检验分析时，一定要配合普通浸蚀方法获得的组织形貌来加以辅助对照，避免彩色金相浸蚀时由于操作不当所带来的假象干扰。彩色金相浸蚀和黑白金相浸蚀是相辅相成的，两者的结合可以更好地对组织进行观察和分析。

结论

(1)Lepera试剂在使用过程中需要注意:抛光面应制备到无形变、无污迹的光亮镜面状态；浸蚀剂应配置后立即使用，超过10min或多个试样重复使用会降低着色效果；浸蚀温度应选择室温或稍高于室温，若温度较低，可采用恒温水浴的方法加热；使用秒表多次试验，找出最佳浸蚀时间，可避免盲目重复浸蚀。

(2)采用体积比为1∶1的4％苦味酸酒精溶液和1％偏重亚硫酸钠水溶液配制的Lepera试剂来浸蚀合金钢，能够得到比普通浸蚀方法更细致的显微组织形貌信息，可观察到呈亮黄色的M/A岛组元，且贝氏体的线状排列点特征更明显，马氏体板条的表面浮凸效果更直观。当合金钢中存在复相组织时，根据这些特征能够有效地区别出复相组织中的各种相。