【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及相变温度测定，尤其涉及一种低合金钢连续冷却相变温度的测量方法及其力学性能的调控方法。
技术介绍
1、在材料科学与工程领域，特别是金属热处理领域，相变温度的测定是一个重要的研究方向。相变温度是指物质从一种状态转变为另一种状态时的温度，对于理解材料的性能和应用具有重要意义。在实际生产中，准确测定低合金钢的连续冷却相变温度，对于优化热处理工艺，提高产品质量具有重要作用。
2、然而，由于低合金钢相变过程的复杂性和不可见性，使得相变类型的确定和相变温度的精确测定变得困难。现有的相变温度测定技术主要是通过实验方法，如差示扫描量热法(dsc)、热膨胀法等，来确定相变温度；虽然这些方法可以提供一定的相变信息，但是无法直观地显示相变类型，也不能准确地测定相变程度，且得不到精确的相变温度，这使得我们无法直观地理解相变过程和准确地评估热处理的效果，从而无法准确地控制相变过程。此外，现有这些方法通常需要复杂的设备和较长的测试时间，不利于实际应用。
3、因此，如何精确地测定低合金钢连续冷却相变温度，是当前金属材料分析
亟待解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种低合金钢连续冷却相变温度的测量方法及其力学性能的调控方法，用以解决现有技术无法快速精确测定低合金钢连续冷却的相变温度、相变类型和相变程度以优化热处理工艺和调控低合金钢性能的问题中的至少一个。
2、一方面，本专利技术实施例提供了一种测定低合金钢连续冷却相变温度的
3、(1)制备低合金钢的试样；
4、(2)将所述试样放入高温金相显微镜系统的加热装置中，进行升温热处理及原位组织观察；
5、(3)将试样进行连续冷却处理及原位观察；
6、(4)将步骤(2)和步骤(3)采集到的图像导入软件，通过二值法和标定法获得相变类型和各相的百分含量。
7、进一步的，步骤(2)中，所述高温金相显微镜的放大倍数为250-2000倍，图像采集分辨率为1024*1024像素，图像采集数量为1-50帧/秒。
8、进一步的，所述步骤(2)中将所述试样升温至奥氏体化温度之上，所述升温速度为1-20℃/s。
9、进一步的，步骤(2)中，在对所述试样进行升温热处理之前还包括：向所述高温金相显微镜系统中通入氩气和氦气并进行抽真空，循环3-5次。
10、进一步的，步骤(3)中，所述连续冷却的温度为0.03-100℃/s，优选为20℃/s、10℃/s、5℃/s、1℃/s、0.3℃/s、0.15℃/s、0.1℃/s、0.05℃/s、0.03℃/s。
11、进一步的，步骤(1)中，所述试样的制备方法包括：加工低合金钢圆柱形试样，打磨，抛光，清洗并干燥。
12、进一步的，步骤(4)中，所述相变类型为合金固/液相或/和合金显微组织相。
13、进一步的，所述合金显微组织相为珠光体、贝氏体、马氏体中的一种或多种。
14、进一步的，所述方法还包括对步骤(3)中连续冷却处理后的试样进行力学性能测试，优选为硬度测试。
15、进一步的，以质量百分比计，所述低合金钢的成分包括：c0.05-0.25％，si 0.15-0.5％,mn 0.3-1.5％，cu＜0.05％，ni 0.25-1.0％，cr0.25-1％，nb 0.02-0.15％，v 0.02-0.15％，al＜0.1％，ti 0.02-0.15％，mo 0.15-0.5％，b＜0.003％，p＜0.015％，s＜0.015％，n＜0.025％，其余为fe。
16、另一方面，本专利技术实施例提供了一种低合金钢力学性能的调控方法，所述调控方法包括上述测定低合金钢连续冷却相变温度的方法。
17、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
18、1、本专利技术采用高温金相显微镜系统原位观察热处理过程中低合金钢的固/液相态变化或/和合金显微组织相变化情况，不仅可视化直观地测定相变类型，还可以通过软件对原位采集到的图像进行组织分析，标定计算不同温度下的相比例，将相态变化或显微组织变化定量化，从而更准确地确定不同热处理温度下合金的相变类型、相变温度和相变程度；同时，通过数据分析技术，对连续冷却实验的结果进行统计和分析，得到低合金钢某一恒定连续冷却速度下的cct曲线，如图11所示，结果与传统热力学计算值基本吻合。
19、本专利技术方法实现直观地理解相变过程和准确地评估热处理的效果，有利于准确指导和控制相变过程；所述方法需要的设备简单，测试时间短，在执行热处理的过程中即可完成试样相态结构的观察和记录，原位完成进行测定，与现有技术比较，大大简化了操作流程。
20、2、本专利技术将低合金钢升温至奥氏体化温度以上，甚至更高至合金的熔化温度，并保持一段时间，以保证后续连续冷却过程中能够采集到各种合金显微组织间转变的原位图像，甚至可以采集到液态合金凝固成固态过程的原位图像，通过软件对原位图像的组织分析，实现合金相变的定量化分析。
21、3、本专利技术将连续冷却的速度控制在0.03-100℃/s范围内，以覆盖目前冷却技术所能获得的冷却速度范围，通过对原位图像的组织分析，更全面、更准确地理解相变过程，以更好地优化热处理工艺，或指导设计出适应特殊环境和性能要求的新材料。
22、4、本专利技术通过显微成像技术原位记录连续冷却过程中低合金钢相态变化，通过调控每秒采集的图像数量和显微镜物镜倍数，控制图像采集效果和相变温度确定精度；对相同的多组试样各以一个恒定速度连续冷却，每组试样的冷却速度不同，做多组平行实验，根据多组实验结果可以得到低合金钢连续冷却转变相图，从而得到连续冷却过程中的相变温度随连续冷却速度的变化情况。
23、另外，本专利技术方法还对连续冷却后得到的试样进行力学性能测试，建立了材料相变类型以及相变程度与合金性能测试结果之间的对应关系，通过这种对应关系，可以根据实际需要选择低合金钢的热处理工艺参数，促进低合金钢力学性能的调控以及新材料的开发。
24、5、与现有的实验方法比较，本专利技术方法使用的设备简单，操作方便，测试时间短，更利于实际应用；通过本专利技术方法，在实际应用过程中，可以指导低合金钢的热处理工艺，降低产品缺陷，提高热处理效率和成品率。
25、6、可以将本专利技术方法进行扩展，以优化其他金属或合金的热处理工艺。
26、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种测定低合金钢连续冷却相变温度的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述升温热处理的具体步骤为：将所述试样升温至奥氏体化温度之上，并保持，所述升温速度为1-20℃/s。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高温金相显微镜的放大倍数为250-2000倍，图像采集分辨率为1024*1024像素，图像采集数量为1-50帧/秒。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，在对所述试样进行升温热处理之前还包括：向所述高温金相显微镜系统中通入氩气和氦气并进行抽真空，循环3-5次。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述连续冷却的温度为0.03-100℃/s。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述试样的制备方法包括：加工低合金钢圆柱形试样，打磨，抛光，清洗并干燥。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述相变类型为合金固/液相，
8.根据权利要求1所
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以质量百分比计，所述低合金钢的成分包括：C 0.05-0.25％，Si 0.15-0.5％,Mn 0.3-1.5％，Cu＜0.05％，Ni 0.25-1.0％，Cr 0.25-1％，Nb 0.02-0.15％，V 0.02-0.15％，Al＜0.1％，Ti 0.02-0.15％，Mo 0.15-0.5％，B＜0.003％，P＜0.015％，S＜0.015％，N＜0.025％，其余为Fe。
10.一种低合金钢力学性能的调控方法，其特征在于，所述调控方法包括权利要求1-9任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种测定低合金钢连续冷却相变温度的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述升温热处理的具体步骤为：将所述试样升温至奥氏体化温度之上，并保持，所述升温速度为1-20℃/s。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高温金相显微镜的放大倍数为250-2000倍，图像采集分辨率为1024*1024像素，图像采集数量为1-50帧/秒。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，在对所述试样进行升温热处理之前还包括：向所述高温金相显微镜系统中通入氩气和氦气并进行抽真空，循环3-5次。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述连续冷却的温度为0.03-100℃/s。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述试样的制备方法包括：加工低...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴赵波，陈鹰，王春芳，李继康，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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