本發明屬于金屬材料尺寸穩定性評價，具體涉及一種評定馬氏體奧氏體雙相鋼熱處理后體積變化率的方法。

背景技術：

1、隨著制造技術的不斷進步，鋼材除了作為建筑、制造、汽車、能源等行業的基礎原材料，也應用在新型行業如3d打印、精密加工等領域，其尺寸穩定性直接影響到產品的質量、制造效率和最終用途。對于精密工程、航空航天、高端機械等行業，對鋼材的尺寸穩定性要求極高，尺寸穩定性是保證產品質量和生產效率的關鍵因素。

2、馬氏體奧氏體雙相鋼的尺寸穩定性是影響工件使用壽命的主要因素之一，為了保證材料精度的同時提高材料壽命，對材料的尺寸穩定性提出了更加嚴苛的要求。良好的尺寸穩定性對于提升設備在惡劣工況下的服役壽命、安全性、可靠性和運行效率至關重要。

3、目前馬氏體奧氏體雙相鋼尺寸穩定性的研究較為淺顯，限制了雙相鋼材料尺寸穩定性更深度的研究。眾所周知，馬氏體奧氏體雙相鋼經過熱處理，體積會發生一定改變，但是具體的體積改變量并未有具體的考核標準，因而，人們并不知曉雙相鋼材料經過一定工藝熱處理之后具體的體積變化量，無法進行更深的研究，也無法指引具體的制造工藝。

技術實現思路

1、為解決以上問題，本發明提供一種評定馬氏體奧氏體雙相鋼熱處理后體積變化率的方法，根據馬氏體奧氏體雙相鋼在熱處理過程中的相變轉換和相應的體積變化，計算得到馬氏體奧氏體雙相鋼熱處理后的體積變化率，分析不同熱處理工藝對馬氏體奧氏體雙相鋼尺寸穩定性的影響，有效提高對材料尺寸穩定性的調控能力，在一定程度上能夠幫助規避材料在各種環境中的尺寸失穩情況。

2、本發明具體是通過以下技術方案來實現的，依據本發明提出的一種評定馬氏體奧氏體雙相鋼熱處理后體積變化率的方法，其包括以下步驟：

3、(1)對馬氏體奧氏體雙相鋼試樣(以下簡稱“原雙相鋼試樣”)進行xrd測試，xrd測試的參數包括原雙相鋼試樣中馬氏體和奧氏體的衍射峰強度iγ`(200)、iγ`(220)、iγ`(311)、iα`(200)、iα`(211)，其中，α代表馬氏體，γ代表奧氏體；iγ`(200)代表原雙相鋼試樣中奧氏體(200)晶面的衍射峰強度，iγ`(220)代表原雙相鋼試樣中奧氏體(220)晶面的衍射峰強度，iγ`(311)代表原雙相鋼試樣中奧氏體(311)晶面的衍射峰強度，iα`(200)代表原雙相鋼試樣中馬氏體(200)晶面的衍射峰強度，iα`(211)代表原雙相鋼試樣中馬氏體(211)晶面的衍射峰強度；計算得到原雙相鋼試樣中奧氏體的體積百分數v’γ和馬氏體的體積百分數v’α；

4、(2)對步驟(1)的原雙相鋼試樣進行熱處理，對熱處理后的試樣進行xrd測試，方法及測試條件同步驟(1)；測試的參數包括熱處理后試樣中馬氏體和奧氏體的衍射峰強度iγ(200)、iγ(220)、iγ(311)、iα(200)、iα(211)，其中，α代表馬氏體，γ代表奧氏體；iγ(200)代表熱處理后試樣中奧氏體(200)晶面的衍射峰強度，iγ(220)代表熱處理后試樣中奧氏體(220)晶面的衍射峰強度，iγ(311)代表熱處理后試樣中奧氏體(311)晶面的衍射峰強度，iα(200)代表熱處理后試樣中馬氏體(200)晶面的衍射峰強度，iα(211)代表熱處理后試樣中馬氏體(211)晶面的衍射峰強度；計算得到熱處理后試樣中奧氏體的體積百分數v”γ和馬氏體的體積百分數v”α；

5、(3)將原雙相鋼試樣中馬氏體的體積百分數v’α和奧氏體的體積百分數v’γ、熱處理后試樣中馬氏體的體積百分數v”α和奧氏體的體積百分數v”γ及馬氏體晶格常數aα和奧氏體晶格常數aγ帶入公式(2)計算得出馬氏體奧氏體雙相鋼熱處理后的體積變化率。

6、前述的評定馬氏體奧氏體雙相鋼熱處理后體積變化率的方法，所述xrd測試過程中金屬靶采用co靶材。

7、前述的評定馬氏體奧氏體雙相鋼熱處理后體積變化率的方法，根據中華人民共和國黑色冶金行業標準yb/t?5338-2019中五線六對的方法計算得到原雙相鋼試樣中奧氏體的體積百分數v’γ及熱處理后試樣中奧氏體的體積百分數v”γ，將原雙相鋼試樣中奧氏體的體積百分數v’γ、熱處理后試樣中奧氏體的體積百分數v”γ分別代入公式(1)vγ+vα＝100％，分別計算得出原雙相鋼試樣中馬氏體的體積百分數v’α、熱處理后試樣中馬氏體的體積百分數v”α；根據國際衍射數據中心數據庫中的標準pdf卡片得到馬氏體晶格常數aα和奧氏體晶格常數aγ。

8、進一步地，根據yb/t?5338-2019中五線六對法按照公式(3)計算得到試樣中奧氏體的體積百分數vγ，公式(3)中，vγ為試樣中奧氏體的體積百分數，vc表示試樣中碳化物相總量的體積百分數，實驗所用的馬氏體奧氏體雙相鋼的含碳量小于0.01％，vc忽略不計，因此vc＝0；表示試樣中馬氏體相(hkl)i晶面的衍射峰強度；表示熱處理后試樣中奧氏體相(hkl)i晶面的衍射峰強度；g表示奧氏體相(hkl)i晶面與馬氏體相(hkl)i晶面所對應的強度有關因子之比；

9、將g值、原雙相鋼試樣中馬氏體與奧氏體的衍射峰強度之比帶入公式(3)，得到原雙相鋼試樣中奧氏體的體積百分數v’γ；將g值、熱處理后試樣中馬氏體與奧氏體的衍射峰強度之比帶入公式(3)，得到熱處理后試樣中奧氏體的體積百分數v”γ。

10、進一步地，原雙相鋼試樣中馬氏體與奧氏體的衍射峰強度之比包括將每一對的值與對應的g值帶入公式(3)計算一次v’γ，共得到6個v’γ值，隨后計算6個v’γ值的算術平均值，此算術平均值即為原雙相鋼試樣中奧氏體的體積百分數v’γ。

11、進一步地，熱處理后試樣中馬氏體與奧氏體的衍射峰強度之比包括將每一對的值與對應的g值帶入公式(3)計算一次v”γ，共得到6個vγ值，隨后計算6個v”γ值的算術平均值，此算術平均值即為熱處理后試樣中奧氏體的體積百分數v”γ。

12、前述的評定馬氏體奧氏體雙相鋼熱處理后體積變化率的方法，可以使用型號為bsk-83，額定功率為9kw的電阻爐對馬氏體鋼試樣進行熱處理，但本發明不限于此。

13、前述的評定馬氏體奧氏體雙相鋼熱處理后體積變化率的方法，可以在型號為bsk-83，額定功率為9kw的電阻爐中對馬氏體鋼試樣進行熱處理，以10℃/min的加熱速率升溫至500～600℃，在500～600℃保溫180min，隨后將試樣取出置于空氣中冷卻至室溫，得到熱處理后的試樣，但本發明不限于此。

14、進一步地，熱處理的溫度為500℃或550℃或600℃，但本發明不限于此。

15、本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。借由上述技術方案，本發明可達到相當的技術進步性及實用性，并具有廣泛的利用價值，其至少具有下列優點：

16、本發明根據馬氏體奧氏體雙相鋼在熱處理過程中的相變轉換和相應的體積變化，將原雙相鋼試樣中馬氏體的體積百分數v’α和奧氏體的體積百分數v’γ、熱處理后試樣中馬氏體的體積百分數v”α和奧氏體的體積百分數v”γ及馬氏體晶格常數aα和奧氏體晶格常數aγ代入公式計算得到馬氏體奧氏體雙相鋼熱處理后的體積變化率，通過體積變化率的大小能夠得出熱處理后馬氏體奧氏體雙相鋼的體積變化情況，從而初步預判馬氏體奧氏體雙相鋼熱處理后的穩定性情況，有效提高對材料尺寸穩定性的調控能力，協助現有的宏觀尺寸穩定性測試方法，在一定程度上能夠幫助規避材料在各種環境中的尺寸失穩情況。本發明還能降低實驗設計及預測成本，有效指導制造工藝，避免造成材料尺寸失穩情況，具有較高的靈活性。