CN102735520B - 一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法 - Google Patents

一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法，该方法为：一、在蒙乃尔400合金/钢堆焊界面处机械加工出金相观测平面，研磨，冲洗掉砂粒；二、机械抛光；三、采用侵蚀溶液擦蚀经机械抛光后的金相观测平面中蒙乃尔400合金部分，然后用硝酸酒精溶液擦拭金相观测平面中钢的部分；四、在显微镜下观测。本发明采用由HCl、H2SO4、HNO3和CuSO4饱和溶液混合的侵蚀溶液对蒙乃尔400合金/钢堆焊界面的蒙乃尔400合金部分进行擦蚀，避免了侵蚀剂对钢的严重侵蚀影响，又能使蒙乃尔400合金堆焊层的组织结构层次清晰。该方法易于操作，不需任何特殊设备，能清晰地观测出蒙乃尔400合金/钢堆焊界面的金相组织。

Description

一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法
技术领域
本发明属于材料表面结构测定技术领域，具体涉及一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法。
背景技术
异种材料连接既实现了特殊的功能，又节约了制造成本，被广泛应用于工业生产的各个领域，堆焊已成了异种材料连接的重要方式，在钢基体上堆焊蒙乃尔合金，是一种最为经济的异种合金应用方式，现已广泛应用于船用换热器、海水淡化设备、盐生产设备、海洋与化学加工设备、螺旋桨轴及水泵、汽油及水箱等。蒙乃尔400合金是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。此合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐蚀性，对热浓碱液也具有优良的耐蚀性。同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物的腐蚀。该合金的一个重要特征是一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。由于钢和蒙乃尔400合金有较大的物理性能差异，堆焊时，如果过量的铁进入堆焊层时，会造成应力集中形成渗透裂纹，因此掌握堆焊层中Fe元素的分布、微观组织的形成，具有重要意义。在现有的蒙乃尔400合金/钢堆焊文献中，由于侵蚀的问题很难获得界面清晰的界面组织。选用蒙乃尔400材料常规化学侵蚀剂会严重侵蚀钢材料，这些问题都使得我们不能得到理想的蒙乃尔400合金/钢界面的微观组织。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种能有效解决现有蒙乃尔400合金/钢堆焊界面金相样品很难获得清晰的界面组织的问题，使蒙乃尔400合金/钢堆焊界面金相组织清晰可见的蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、在蒙乃尔400合金/钢堆焊界面处机械加工出金相观测平面，然后将机械加工出的金相观测平面在金相研磨机上研磨，研磨后冲洗掉金相观测平面上的砂粒；
步骤二、将步骤一中冲洗掉砂粒的金相观测平面置于抛光机上进行机械抛光，直至金相观测平面表面无划痕和拖拽；
步骤三、采用侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面中蒙乃尔400合金部分，使蒙乃尔400合金表面无光泽，然后用硝酸酒精溶液擦拭金相观测平面中钢的部分，使钢表面变为灰白色；所述侵蚀溶液由HCl、H2SO4、HNO3和CuSO4饱和溶液按照8～12∶0.5～1.5∶0.3～0.8∶0.5～1.5的体积比混合而成，其中HCl的质量百分比浓度为36%～38%，H2SO4的质量百分比浓度为95%～98%，HNO3的质量百分比浓度为65%～68%；所述硝酸酒精溶液由质量百分比浓度为65%～68%的硝酸与无水乙醇按照2～4∶96～98的体积比混合而成；
步骤四、将步骤三中经擦拭后的金相观测平面置于显微镜下进行金相组织的观测。
上述的一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法，步骤一中所述研磨过程为依次用150#和700#的金相水砂纸逐级研磨，在每一次更换粒度砂纸研磨时研磨方向转动90°，以确保完全消除上一次研磨痕迹。
上述的一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法，步骤二中所述机械抛光的抛光剂为Cr2O3溶液和粒度为2.5μm的金刚粉。
上述的一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法，步骤三中所述侵蚀溶液由80mL～120mL HCl、5mL～15mL H2SO4、3mL～8mL HNO3和5mL～15mL CuSO4饱和溶液混合而成。
上述的一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法，步骤三中所述擦蚀之前先将配制好的侵蚀溶液放置1h再进行擦蚀。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明采用由HCl、H2SO4、HNO3和CuSO4饱和溶液混合而成的侵蚀溶液对蒙乃尔400合金/钢堆焊界面的蒙乃尔400合金部分进行擦蚀，避免了侵蚀剂对钢的严重侵蚀影响，又能使蒙乃尔400合金堆焊层的组织结构层次清晰，然后采用硝酸酒精溶液擦拭金相观测平面中钢的部分，得到清晰的钢侧结构。本发明方法易于操作，不需任何特殊设备，能清晰地观测出蒙乃尔400合金/钢堆焊界面的金相组织，堆焊界面的界线、界面金相组织清晰可见，有效解决了现有蒙乃尔400合金/钢堆焊界面金相样品很难获得清晰组织的问题。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1的蒙乃尔400合金/钢堆焊界面的金相组织图。
图2为本发明实施例2的蒙乃尔400合金/钢堆焊界面的金相组织图。
具体实施方式
实施例1
厚度10mm的16MnR钢板堆焊厚度6mm的蒙乃尔400合金的界面金相组织观测：
步骤一、在蒙乃尔400合金/钢堆焊界面处机械加工出金相观测平面，然后将机械加工出的金相观测平面在金相研磨机上依次用150#和700#的金相水砂纸逐级研磨，在每一次更换粒度砂纸研磨时研磨方向转动90°，以确保完全消除上一次研磨痕迹，研磨后冲洗掉金相观测平面上的砂粒；
步骤二、将步骤一中冲洗掉砂粒的金相观测平面置于抛光机上，采用Cr2O3溶液和粒度为2.5μm的金刚粉进行机械抛光，直至金相观测平面表面无划痕和拖拽；
步骤三、采用侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面中蒙乃尔400合金部分，使蒙乃尔400合金表面无光泽，然后用硝酸酒精溶液擦拭金相观测平面中钢的部分，使钢表面变为灰白色；所述侵蚀溶液由100mL HCl、10mL H2SO4、5mL HNO3和10mL CuSO4饱和溶液混合而成，其中HCl的质量百分比浓度为36.7%，H2SO4的质量百分比浓度为98%，HNO3的质量百分比浓度为67%，侵蚀溶液配制好后放置1h后使用；所述硝酸酒精溶液由质量百分比浓度为67%的硝酸与无水乙醇按照4∶96的体积比混合而成；
步骤四、将步骤三中经擦拭后的金相观测平面置于显微镜下进行金相组织的观测。
本实施例观测到的蒙乃尔400合金/钢堆焊界面的金相组织图如图1，观测到的图像清晰，堆焊界面的界线、界面金相组织清晰可见。
实施例2
厚度16mm的Q235钢板堆焊厚度3mm的蒙乃尔400合金的界面金相组织观测：
步骤一、在蒙乃尔400合金/钢堆焊界面处机械加工出金相观测平面，然后将机械加工出的金相观测平面在金相研磨机上依次用150#和700#的金相水砂纸逐级研磨，在每一次更换粒度砂纸研磨时研磨方向转动90°，以确保完全消除上一次研磨痕迹，研磨后冲洗掉金相观测平面上的砂粒；
步骤二、将步骤一中冲洗掉砂粒的金相观测平面置于抛光机上，采用Cr2O3溶液和粒度为2.5μm的金刚粉进行机械抛光，直至金相观测平面表面无划痕和拖拽；
步骤三、采用侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面中蒙乃尔400合金部分，使蒙乃尔400合金表面无光泽，然后用硝酸酒精溶液擦拭金相观测平面中钢的部分，使钢表面变为灰白色；所述侵蚀溶液由80mL HCl、5mL H2SO4、3mL HNO3和5mL CuSO4饱和溶液混合而成，其中HCl的质量百分比浓度为38%，H2SO4的质量百分比浓度为95%，HNO3的质量百分比浓度为68%，侵蚀溶液配制好后放置1h后使用；所述硝酸酒精溶液由质量百分比浓度为68%的硝酸与无水乙醇按照3∶97的体积比混合而成；
步骤四、将步骤三中经擦拭后的金相观测平面置于显微镜下进行金相组织的观测。
本实施例观测到的蒙乃尔400合金/钢堆焊界面的金相组织图如图2，观测到的图像清晰，堆焊界面的界线、界面金相组织清晰可见。
实施例3
厚度10mm的Q235钢板堆焊厚度2mm的蒙乃尔400合金的界面金相组织观测：
步骤一、在蒙乃尔400合金/钢堆焊界面处机械加工出金相观测平面，然后将机械加工出的金相观测平面在金相研磨机上依次用150#和700#的金相水砂纸逐级研磨，在每一次更换粒度砂纸研磨时研磨方向转动90°，以确保完全消除上一次研磨痕迹，研磨后冲洗掉金相观测平面上的砂粒；
步骤二、将步骤一中冲洗掉砂粒的金相观测平面置于抛光机上，采用Cr2O3溶液和粒度为2.5μm的金刚粉进行机械抛光，直至金相观测平面表面无划痕和拖拽；
步骤三、采用侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面中蒙乃尔400合金部分，使蒙乃尔400合金表面无光泽，然后用硝酸酒精溶液擦拭金相观测平面中钢的部分，使钢表面变为灰白色；所述侵蚀溶液由120mL HCl、15mL H2SO4、8mL HNO3和15mL CuSO4饱和溶液混合而成，其中HCl的质量百分比浓度为36%，H2SO4的质量百分比浓度为97%，HNO3的质量百分比浓度为65%，侵蚀溶液配制好后放置1h后使用；所述硝酸酒精溶液由质量百分比浓度为65%的硝酸与无水乙醇按照2∶98的体积比混合而成；
步骤四、将步骤三中经擦拭后的金相观测平面置于显微镜下进行金相组织的观测。
本实施例观测到的蒙乃尔400合金/钢堆焊界面的金相组织图像清晰，堆焊界面的界线、界面金相组织清晰可见。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、在蒙乃尔400合金/钢堆焊界面处机械加工出金相观测平面，然后将机械加工出的金相观测平面在金相研磨机上研磨，研磨后冲洗掉金相观测平面上的砂粒；
步骤二、将步骤一中冲洗掉砂粒的金相观测平面置于抛光机上进行机械抛光，直至金相观测平面表面无划痕和拖拽；
步骤三、采用侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面中蒙乃尔400合金部分，使蒙乃尔400合金表面无光泽，然后用硝酸酒精溶液擦拭金相观测平面中钢的部分，使钢表面变为灰白色；所述侵蚀溶液由HCl、H2SO4、HNO3和CuSO4饱和溶液按照8～12∶0.5～1.5∶0.3～0.8∶0.5～1.5的体积比混合而成，其中HCl的质量百分比浓度为36%～38%，H2SO4的质量百分比浓度为95%～98%，HNO3的质量百分比浓度为65%～68%；所述硝酸酒精溶液由质量百分比浓度为65%～68%的硝酸与无水乙醇按照2～4∶96～98的体积比混合而成；
步骤四、将步骤三中经擦拭后的金相观测平面置于显微镜下进行金相组织的观测。
2.根据权利要求1所述的一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法，其特征在于，步骤一中所述研磨过程为依次用150#和700#的金相水砂纸逐级研磨，在每一次更换粒度砂纸研磨时研磨方向转动90°，以确保完全消除上一次研磨痕迹。
3.根据权利要求1所述的一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法，其特征在于，步骤二中所述机械抛光的抛光剂为Cr2O3溶液和粒度为2.5μm的金刚粉。
4.根据权利要求1所述的一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法，其特征在于，步骤三中所述侵蚀溶液由80mL～120mL HCl、5mL～15mL H2SO4、3mL～8mL HNO3和5mL～15mL CuSO4饱和溶液混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种蒙乃尔合金/钢堆焊界面金相组织的观测方法，其特征在于，步骤三中所述擦蚀之前先将配制好的侵蚀溶液放置1h再进行擦蚀。
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