CN103074630A - 用于带过渡层的双金属复合管的金相腐蚀液及其腐蚀方法 - Google Patents
用于带过渡层的双金属复合管的金相腐蚀液及其腐蚀方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于带过渡层的双金属复合管的金相腐蚀液，属于双金属复合管的检测领域，所述腐蚀液为三氯化铁加入体积比35-60%的浓盐酸乙醇溶液制得，三氯化铁加入量为0.01-0.04g/ml。腐蚀方法，包括以下步骤，将抛光好的试样完全浸入腐蚀液中，保持时间0.3-2Min。本发明针对采用冶金结合工艺生产的，且在不锈钢与低合金钢结合面处存在宽过渡层金属的不锈钢和低合金钢复合管，提出一种适用于日常金相检验的、成本廉价、无污染的腐蚀剂及其腐蚀方法，能够把不锈钢、低合金钢、宽过渡层金属组织同时腐蚀出来，以供检测需要。
Description
技术领域
本发明属于双金属复合管的检测领域，尤其涉及带过渡层的双金属复合管的金相检测。
背景技术
双金属复合管兼有两种组元金属的优良性能，经过恰当组合的两组元金属复合以后，可以获得高强度、耐腐蚀以及导电、导热等综合性能，使双金属在某些特殊环境下能发挥单一金属难以起到的作用。目前，不锈钢和低合金钢双金属复合管，在石油、化工、电力、能源等行业正得到越来越广泛的应用。
目前，国内外学术界与产业界一直致力于双金属复合管的研制，日本已经研制成功了多种复合工艺，其中热轧和热轧加冷成型工艺实现包覆材料与基材界面的冶金结合。我国采用离心浇铸工艺，生产出不锈钢与低合金钢复合管也取得了成功。国产双金属复合管钢管的出现，打破了国外的垄断，大大缓解了此种材料的供求矛盾，扩大了国内化工、石油等行业的选材范围，也降低了原材料采购成本。而对于不锈钢和低合金钢复合管，由于内外两层材质不同，两种金属结合在一起，在结合面处易出现分层，杂质，裂缝，气孔等问题。特别是对于采用离心浇铸工艺制备的双金属复合管，不同于其他机械复合工艺，在结合之前都可以对基材和覆材分别检验来确定是否满足标准要求，其只能在复合管本体上检测基材或覆材的性能，且两种金属结合处存在较宽的过渡层。
为了确保采用离心浇铸工艺生产的复合管，其基材和覆材金相检验符合各自标准要求，及确认其内部是否存在缺陷和判断缺陷所在位置，则双金属复合管的金相检验显得尤为重要，成为一项必不可少的工作；由于内外两层材质不同，且两种金属结合处还存在较宽的过渡层，金相组织的显示更为困难，急需找到一种合适的腐蚀试剂，能够同时腐蚀出不锈钢、低合金及宽过渡层三区域的不同组织。
发明内容
本发明的目的在于：针对采用冶金结合工艺生产的，且在不锈钢与低合金钢结合面处存在宽过渡层金属的不锈钢和低合金钢复合管，提出一种适用于日常金相检验的、成本廉价、无污染的腐蚀剂及其腐蚀方法，能够把不锈钢、低合金钢、宽过渡层金属组织同时腐蚀出来，以供检测需要。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种用于带过渡层的双金属复合管的金相腐蚀液，所述腐蚀液为三氯化铁加入体积比35-60%的浓盐酸乙醇溶液制得，三氯化铁加入量为0.01-0.04g/ml。
作为优选方式，所述腐蚀液为三氯化铁加入体积比40-55%的浓盐酸乙醇溶液制得，三氯化铁加入量为0.01-0.03g/ml。
作为进一步优选方式，所述腐蚀液为三氯化铁加入体积比50%的浓盐酸乙醇溶液制得，三氯化铁加入量为0.02-0.03g/ml。
一种前述用于带过渡层的双金属复合管的金相腐蚀液的腐蚀方法，将抛光好的试样完全浸入腐蚀液中，保持时间0.3-2Min。
工作过程为：将经磨制抛光好的试样浸入已配置好的腐蚀液中，试样抛光面正面朝上，完全浸入在液体中，期间可用脱脂棉球浸入腐蚀液中对抛光表面进行轻微擦拭，保持时间为0.3-2Min（优选1-1.5Min），待到规定时间后取出试样，在静水中漂洗后用热风吹干即可进行显微观察。
采用的溶液成分：0.01-0.04g/ml三氯化铁；35-60%浓盐酸（分析纯）乙醇（分析纯）溶液（浓盐酸比乙醇体积比）。
将用上述方法腐蚀好的双金属复合管试样，在光学显微镜下进行观察复合管中不锈钢、低合金钢、宽过渡层的显微组织。通过该腐蚀剂可迅速一次性显示出不锈钢、低合金钢、宽过渡层三区域的不同组织，方法有效、可靠且操作方便，适用于此类材料的日常检验验收。
本发明的有益效果：通过化学腐蚀法，选用三氯化铁盐酸酒精溶液作为腐蚀剂，控制浸蚀时间，能够一次性清晰地显示出不锈钢与低合金钢复合管中不锈钢、低合金钢、宽过渡层三区域的不同组织，该方法有效、可靠且操作方便，适用于此类材料的日常检验验收。
附图说明
图1为实施例1的50倍下的复合管整体显微镜观察微观形貌图；
图2为图1中1点的200倍下的TP310HCbN组织的显微镜观察微观形貌图；
图3为图1中2点的200倍下的TP310HCbN侧熔合线附近的显微镜观察微观形貌图；
图4为图1中3点的200倍下的宽过渡层的显微镜观察微观形貌图；
图5为图1中4点的200倍下的T11侧熔合线附近的显微镜观察微观形貌图；
图6为图1中5点的200倍下的T11组织的显微镜观察微观形貌图。
图7为实施例2的50倍下的复合管整体显微镜观察微观形貌图；
图8为图7中1点的200倍下的TP310HCbN组织的显微镜观察微观形貌图；
图9为图7中2点的200倍下的TP310HCbN侧熔合线附近的显微镜观察微观形貌图；
图10为图7中3点的200倍下的宽过渡层的显微镜观察微观形貌图；
图11为图7中4点的200倍下的T11侧熔合线附近的显微镜观察微观形貌图；
图12为图7中5点的200倍下的T11组织的显微镜观察微观形貌图。
图13为实施例3的50倍下的复合管整体显微镜观察微观形貌图；
图14为图13中1点的200倍下的TP310HCbN组织的显微镜观察微观形貌图；
图15为图13中2点的200倍下的TP310HCbN侧熔合线附近的显微镜观察微观形貌图；
图16为图13中3点的200倍下的宽过渡层的显微镜观察微观形貌图；
图17为图13中4点的200倍下的T11侧熔合线附近的显微镜观察微观形貌图；
图18为图13中5点的200倍下的T11组织的显微镜观察微观形貌图。
具体实施方式
下列非限制性实施例用于说明本发明。
实施例1：
腐蚀液成分：0.02-0.03g/ml三氯化铁；50%浓盐酸（分析纯）乙醇（分析纯）溶液（浓盐酸比乙醇体积比）。
将经磨制抛光好的SA-213 TP310HCbN与 SA-213 T11（所诉的TP310HCbN和T11为锅炉、过热器和换热器用无缝奥氏体和铁素体合金钢管，为ASME SA-213/ SA-213M中的列标钢号，ASME Ⅱ-A-2010 SA-213/ SA-213M P315~326页）复合管试样浸入已配置好的腐蚀液中，试样抛光面正面朝上，完全浸入在液体中，期间可用脱脂棉球浸入腐蚀液中对抛光表面进行轻微擦拭，保持时间为1.5Min，待到规定时间后取出试样，在静水中漂洗后用热风吹干即可进行显微观察。显微结果如图1至6所示，其中图1为50倍下的复合管整体显微镜观察微观形貌图（图中标注了200倍下观察点的位置，其中d表示宽过渡区长度）；图2为图1中1点的200倍下的TP310HCbN组织的显微镜观察微观形貌图，组织为奥氏体；图3为图1中2点的200倍下的TP310HCbN侧熔合线附近的显微镜观察微观形貌图；图4为图1中3点的200倍下的宽过渡层的显微镜观察微观形貌图，组织为马氏体；图5为图1中4点的200倍下的T11侧熔合线附近的显微镜观察微观形貌图； 图6为图1中5点的200倍下的T11组织的显微镜观察微观形貌图，组织为铁素体+珠光体。
实施例2：
腐蚀液成分：0.01-0.02g/ml三氯化铁；55%浓盐酸（分析纯）乙醇（分析纯）溶液（浓盐酸比乙醇体积比）。
将经磨制抛光好的SA-213 TP310HCbN与 SA-213 T11复合管试样浸入已配置好的腐蚀液中，试样抛光面正面朝上，完全浸入在液体中，期间可用脱脂棉球浸入腐蚀液中对抛光表面进行轻微擦拭，保持时间为1Min，待到规定时间后取出试样，在静水中漂洗后用热风吹干即可进行显微观察。显微结果如图7-12所示。其中图7为50倍下的复合管整体显微镜观察微观形貌图（图中标注了200倍下观察点的位置，其中d表示宽过渡区长度）；图8为图7中1点的200倍下的TP310HCbN组织的显微镜观察微观形貌图，组织为奥氏体；图9为图7中2点的200倍下的TP310HCbN侧熔合线附近的显微镜观察微观形貌图；图10为图7中3点的200倍下的宽过渡层的显微镜观察微观形貌图，组织为马氏体；图11为图7中4点的200倍下的T11侧熔合线附近的显微镜观察微观形貌图； 图12为图7中5点的200倍下的T11组织的显微镜观察微观形貌图，组织为铁素体+珠光体。
实施例3：
腐蚀液成分：0.03g/ml三氯化铁；40-45%浓盐酸（分析纯）乙醇（分析纯）溶液（浓盐酸比乙醇体积比）。
将经磨制抛光好的SA-213 TP310HCbN与 SA-213 T11复合管试样浸入已配置好的腐蚀液中，试样抛光面正面朝上，完全浸入在液体中，期间可用脱脂棉球浸入腐蚀液中对抛光表面进行轻微擦拭，保持时间为1Min，待到规定时间后取出试样，在静水中漂洗后用热风吹干即可进行显微观察。显微结果如图13-18所示。其中图13为50倍下的复合管整体显微镜观察微观形貌图（图中标注了200倍下观察点的位置，其中d表示宽过渡区长度）；图14为图13中1点的200倍下的TP310HCbN组织的显微镜观察微观形貌图，组织为奥氏体；图15为图13中2点的200倍下的TP310HCbN侧熔合线附近的显微镜观察微观形貌图；图16为图13中3点的200倍下的宽过渡层的显微镜观察微观形貌图，组织为马氏体；图17为图13中4点的200倍下的T11侧熔合线附近的显微镜观察微观形貌图；图18为图13中5点的200倍下的T11组织的显微镜观察微观形貌图，组织为铁素体+珠光体。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于带过渡层的双金属复合管的金相腐蚀液，其特征在于：所述腐蚀液为三氯化铁加入体积比35-60%的浓盐酸乙醇溶液制得，三氯化铁加入量为0.01-0.04g/ml。
2.如权利要求1所述的用于带过渡层的双金属复合管的金相腐蚀液，其特征在于：所述腐蚀液为三氯化铁加入体积比40-55%的浓盐酸乙醇溶液制得，三氯化铁加入量为0.01-0.03g/ml。
3.如权利要求2所述的用于带过渡层的双金属复合管的金相腐蚀液，其特征在于：所述腐蚀液为三氯化铁加入体积比50%的浓盐酸乙醇溶液制得，三氯化铁加入量为0.02-0.03g/ml。
4.一种如权利要求1、2或3所述的用于带过渡层的双金属复合管的金相腐蚀液的腐蚀方法，其特征在于包括以下步骤：将抛光好的试样完全浸入腐蚀液中，保持时间0.3-2Min。
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