共晶碳化物

在檢驗萊氏體鋼共晶碳化物不均勻度時，不經過淬回火處理，在退火狀態下可對其直接加以浸蝕進行檢驗，通過機理分析與實驗證明此方法切實可行。各種形態的萊氏體共晶碳化物，這樣的共晶碳化物在鋼中的分佈是極不均勻的，經過鍛軋等壓力加工後，萊氏體組織受到一定程度的破壞，致使共晶碳化物呈明顯堆集的帶狀或魚骨狀，這不均勻分佈對萊氏體鋼的工藝性能和使用性能有極大的影響，因此用以表示鋼中碳化物不均勻度“共晶碳化物不均勻度”一直是考核萊氏體鋼的冶金質量的重要指標，是必檢項目之一。

然而，萊氏體鋼共晶碳化物不均度的金相檢驗通常是在淬回火狀態下進行，這樣就要消耗大量的電力和時間，而且試樣脱C，氧化比較嚴重，製備試樣也比較困難，費時、費力、費物，為此，從檢驗萊氏體鋼共晶碳化物不均勻度的基本原理出發，通過實驗研究，尋找新的浸蝕劑，成功發現直接在交貨狀態-退火態下檢驗萊氏體鋼共晶碳化物不均勻度的方法。

金相試劑的選擇，多相合金金相試樣的浸蝕是一個電化學腐蝕過程，由於各相電化學行為的差異而產生的選擇性腐蝕是清晰顯示各相顯微組織的前提。眾所周知，穩定性高的試樣需要採用浸蝕能力強即電化學電位高的浸蝕劑才能顯示出組織，而穩定性低的試樣則需選用電位低的浸蝕劑，一般而言，萊氏體鋼的穩定性較高，其在常用浸蝕劑2～4%HNO₃-C₂H₅OH溶液中具有比一般中低合金更高的穩定性，為了提高共晶碳化物的襯度，可用的辦法是使基體變黑，將試樣淬回火處理，隱蔽細小碳化物，其目的即在於此。如果沒法使基體中細小碳化物(二次碳化物和共析碳化物)隱蔽，則同樣可達到清晰顯示共晶碳化物的目的。

浸蝕劑的浸蝕能力是用熱力學函數-電化學電位來進行描述的，浸蝕劑由電解質、溶液、結合劑和添加劑所組成，它們都會影響浸蝕劑中，HCl、H₃PO₄、H₂SO₄溶液的電位隨濃度的變化很小，只有HNO₃溶液的電位隨濃度的增加而明顯上升；而且，酸性浸蝕劑的電位與溶劑介電常數關係很密切，特別是HNO₃，以水作溶劑時介電常數約80，電位可達700mv，而以C2H5OH作溶劑時，介電常數約40，電位只有500mv左右，可見，水溶液的浸蝕能力最強。為此，我們將常用的HNO₃-C₂H₅OH溶液改成HNO₃-H₂O溶液，浸蝕效果十分令人滿意，對於Cr₁₂Mo1V1在5%HNO₃-H₂O溶液中浸蝕，輕腐蝕時基體碳化物只顯示而未被腐蝕脱落，以致共晶碳化物襯度差、不明顯、難以正確評級；經適度的深腐蝕脱落，在100×下基體發黑，共晶碳化物真實清晰顯露出來，利於正確評級。 ^[1] 

這種類型的反應是一個不變的反應，因為它處於熱平衡狀態，另一種定義這個的方式是吉布斯自由能等於零。有意義的是，這意味着液體和兩種固溶體同時共存並處於化學平衡狀態。在系統温度沒有變化的階段期間也有一個熱停止。由共晶反應產生的固體宏觀結構取決於幾個因素。最重要的因素是兩種固溶體如何成核和生長。最常見的結構是層狀結構，但其他可能的結構包括棒狀，球狀和針狀。 ^[2] 

所謂共晶碳化物不均勻度，是指萊氏體鋼在鑄造鋼錠時所生成的網狀共晶碳化物，通過壓力加工使其網變形和破碎的程度，以及堆積在網上的碳化物其分散性得到改善的程度，萊氏體鋼進行淬火處理時，溶於基體的碳化物不是粗大或較粗大的共晶碳化物，而是在臨界温度析出的細小的二次碳化物或者共析碳化物，這些碳化物不屬於考核對象，因為它們多分佈於基體上，而不是在共晶碳化物的網上或者條帶中，它們對共晶碳化物的不均勻度不作貢獻，這就是説，檢驗樣品經淬回火處理沒有改變共晶碳化物的分佈狀況，即沒有改變共晶碳化物的不均勻度，因此退火狀態同淬回火狀態下的共晶碳化物的不均勻度在理論上應該是一致的，但是，我們應該注意，試樣經過淬回火處理後，檢驗樣品原有表面(退火態下的受檢面)有輕度氧化，因此，淬回火的樣品在固定檢測區中的檢驗面不完全是退火態下的同一表面，故兩種熱處理狀態下同一樣品的檢驗視場不完全是同一視場，導致兩種狀態不同一樣品的碳化物分佈狀態不完全相同，但由於是輕度氧化兩種熱處理狀態下的檢驗面為相鄰的兩層表面，碳化物的分佈狀況不會有大的變化，加之共晶碳化物的顯露沒有受到熱處理狀態的影響，所以，兩種熱處理狀態下碳化物的分在由的不均勻性基本相當，共晶碳化物的不均勻度沒有改變，用同一樣品、同一評級圖片對兩種狀態下的碳化物不均勻度評級、檢驗結果應該相同。

.採用5%HNO₃-H₂O溶液作浸蝕，可以清晰顯示具有萊氏體組織成分的鋼種的共晶碳化物不均勻度。在退火狀態下直接檢驗共晶碳化物不均勻度具有在淬回火狀態下檢驗相同、一致的結果，這種檢驗方法，工藝簡單、節約高效、檢驗結果準確可靠，可以在生產檢驗中推行。