对过热过烧的判定,目前最广泛应用的是低倍(50倍以下)检查、金相分析和断口分析等三种方法。这三种方法相互配合,相辅相成地使用。
1.低倍检查
合金结构钢过热之后,在锻件低倍上表现为低倍粗晶。低倍粗晶的显示方法如下:一般采用1:1的盐酸水溶液热侵蚀。对材料纯洁度较差的电弧钢,采用10~20%的过硫酸氨水溶液等冷侵蚀剂,效果较好。在过热锻件的酸浸低倍试片上,按过热程度不同,用肉眼可观察到:轻微过热时有分散零星的闪点状晶粒;一般过热时晶粒呈片状或多边形:严重过热时则呈雪片状。目前尚无统一的低倍检验标准。
2.金相分析
利用腐蚀剂对磨制好的金相试样进行电解腐蚀或化学腐蚀,然后在金相显微镜下观察晶界及附近有无过热过烧的特征,进而判定钢材是否过热与过烧。
在大多数情况下,应用饱和的硝酸氨水溶液对试件进行电解腐蚀,然后在显微镜上观察基体和晶界的颜色。过热钢奥氏体呈白色,基体呈黑色。过烧钢晶界呈黑色,基体呈白色。
也可应用硝酸(10%)加硫酸(10%)的水溶液或奥勃试剂,对试样进行化学腐蚀,效果也很好。已过热的钢在显微镜下可见到黑色断续或完整的晶界(有人认为黑色晶界是由于沿晶界析出的MnS被腐蚀造成的),而过烧钢的晶界则呈白色。
3.断口分析
用断口来检查材料的过热过烧,也是一种既简便又可靠的方法。通常有两类断口,一类叫“荼状断口”,另一类叫“石状断口”
所谓“荼状断口”是典型的穿晶解理断裂;而所谓“石状断口”是典型的沿晶断裂。这两种断口的形态和本质是完全不同的。但是在完全相同(如钢中、冶炼方式、取样部位、加热温度及时间、冷却速度)的严重过热条件下,锻件既可以出现“荼状断口”,也可以出现“石状断口”,其差别只是对过热本质无直接影响的最后 一道热处理工艺不同而已。