GCr15轴承钢热处理后相结构和尺寸变化研究(7)
1.6.1 金相分析法
金相分析是金属材料试验研究的重要手段之一，采用定量金相学原理，由二文金相试样磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计算来确定合金组织的三文空间形貌，就可以建立起合金成分、组织和性能间的定量关系。随着计算机技术的发展，将计算机应用于图像处理，具有精度高、速度快等优点，可以大大提高工作效率。
在铸态下, 高铬铸铁组织中的奥氏体量较多, 并呈块状, 因而经侵蚀后可通过光学显微镜对奥氏体进行定量分析。但高铬铸铁经热处理后, 由于奥氏体与白色马氏体往往伴生在一起, 在普通的光学显微镜明场下观察, 往往难以区分奥氏体和马氏体的轮廓,因此两者难区分, 使对残余奥氏体的定量分析产生困难。因此，对热处理态的高铬铸铁, 采用光学显微镜观察是无法准确测定其残余奥氏体量的。
1.6.2 磁性法
磁性法是测定组织中铁磁相的量, 在高铬铸铁中奥氏体和碳化物是无磁的, 可以被区分开。碳化物的量可以通过公式计算或通过定量金相测量出来。磁性法测量残余奥氏体有两种方法, 一种是通过测量接近饱和时的磁响应量, 另一种是通过测量磁导率来测量高铬铸铁中的残余奥氏体量。磁导率、饱和时的磁化强度和化学成分的变化以及铁素体相都会影响残余奥氏体量的测定。铁素体相的磁导率变化范围大, 磁导率随铁素体、珠光体、回火马氏体和未回火马氏体的顺序依次减少。因此必须完全知道物质的组成、化学性质和热处理状态, 仪器再根据这些条件作适当的校准, 才能用测量磁导率法来准确地测出残余奥氏体量。
1.6.3 差热分析
差热分析是在程序控制温度下，测量试样与各比物之间的温度差与温度关系的一种技术。许多物质在加热或冷却过程中会发生熔化、凝固、晶格转变、分解、化合、吸附和脱附等物理化学变化。这些变化必将随体系焓的改变而产生热效应。其表现为该物质与外界环境之间有温度差。选择种对热稳定的物质作为参比物，将其与样品一起置于可按设定升温速率的电炉中。分别记录参比物的温度以及样品与参比物间的温度差。以温差对温度（或时间）作图就可以得到一条差热分析曲线，或称为差热谱图。如果参比物和被测物质的热容大致相同，而被测物质又无热效应，两者的温度基本相同，此时测到的是一条平滑的直线，该直线称为基线。一旦被测物质发生变化，因而产生了热效应，在差热分析曲线上就会有峰出现。热效应越大，峰的面积也就越大。钢铁材料发生固态相变时，也会产生热效应，根据差热分析仪记录的热力学数据可对相变过程进行分析。
1.6.4 线膨胀分析
线膨胀测量是获取钢铁材料固态相变动力学信息的一种重要手段。其原理如下：当材料发生相变时，晶体结构的变化会引起试样体积的改变。例如，当纯铁从奥氏体平衡相变结束温度（A0）冷却到室温时，其晶体结构由面心立方的奥氏体转变为体心立方的铁素体，由于奥氏体的密排度高与铁素体的密排度，因此相变过程会产生1.6％的体积膨胀。晶体结构的改变导致了试样的膨胀／收缩。反之，通过分析试样的膨胀／收缩信息一线应变量，也可以反推出晶体结构改变的信息—相变动力学过程。
1.6.5 X射线衍射仪
晶体的X射线衍射图像实质上是晶体微观结构的一种精细复杂的变换，每种晶体的结构与其X射线衍射图之间都有着一一对应的关系，其特征X射线衍射图谱不会因为它种物质混聚在一起而产生变化，这就是X射线衍射物相分析方法的依据。制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化，将待分析物质的衍射花样与之对照，从而确定物质的组成相，就成为物相定性分析的基本方法。鉴定出各个相后，根据各相花样的强度正比于该组分存在的量（需要做吸收校正者除外），就可对各种组分进行定量分析。目前常用X衍射仪分析得到衍射图谱，用“粉末衍射标准联合会（JCPDS）”负责编辑出版的“粉末衍射卡片（PDF卡片）”进行物相分析[34]。