CN103499581A - 一种铜镍/钢堆焊界面金相组织的观测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜镍/钢堆焊界面金相组织的观测方法，该方法为：一、在铜镍/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、将侵蚀溶液加热，采用加热后的侵蚀溶液擦蚀经机械抛光后的金相观测平面的界面；四、在显微镜下观测。本发明采用由HCl、HNO3和CuCl2饱和溶液混合而成的侵蚀溶液对铜镍/钢堆焊界面进行擦蚀，避免了侵蚀剂对钢的严重侵蚀影响，又能同时清晰得到铜镍堆焊层和钢侧的组织结构层次。本发明的方法易于操作，不需任何特殊设备，能清晰地观测出铜镍/钢堆焊界面的金相组织。
Description
技术领域
本发明属于材料表面结构测定技术领域，具体涉及一种铜镍/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，在钢基体上堆焊铜镍合金，即有铜镍合金的良好的耐蚀性（特别是海水耐蚀性和生物污垢沉淀），又具有钢良好的可焊性、成型性、延伸性、导热性，被应用于石油化工、冶金、制盐制碱、水工行业中。为了研究铜镍/钢堆焊层Fe元素的分布，微观组织的形成，需要对焊接界面组织进行观察。在现有的铜镍/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。选用铜镍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铜镍/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铜镍/钢堆焊界面金相样品很难获得清晰的界面组织的问题，使铜镍/钢堆焊界面金相组织清晰可见的铜镍/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：一种铜镍/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、在铜镍/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、将侵蚀溶液加热至50℃～60℃，采用加热后的侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面的界面，擦蚀时间为3s～5s；所述侵蚀溶液由HCl、HNO3和CuCl2饱和溶液按照（1～5）∶1∶（6～8）的体积比混合均匀制成；
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。
上述的一种铜镍/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。
上述的一种铜镍/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。
上述的一种铜镍/钢堆焊界面金相组织的观测方法，步骤三中所述HCl和HNO3均为分析纯试剂。
上述的一种铜镍/钢堆焊界面金相组织的观测方法，步骤三中所述HCl、HNO3和CuCl2饱和溶液的体积比为3∶1∶6。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用由HCl、HNO3和CuCl2饱和溶液混合而成的侵蚀溶液对铜镍/钢堆焊界面进行热蚀，避免了侵蚀剂对钢的严重侵蚀影响，又能同时清晰得到铜镍堆焊层和钢侧的组织结构层次。
2、本发明方法易于操作，不需任何特殊设备，能清晰地观测出铜镍/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，有效解决了现有铜镍/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的铜镍/钢堆焊界面的金相组织图。
图2为本发明实施例2的铜镍/钢堆焊界面的金相组织图。
具体实施方式
实施例1
厚度16mm的Q235钢板堆焊厚度8mm的铜镍的界面金相组织观测：
步骤一、在铜镍/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、将侵蚀溶液加热至50℃，采用加热后的侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面的界面，擦蚀时间为5s；所述侵蚀溶液由HCl（分析纯）、HNO3（分析纯）和CuCl2饱和溶液按照3∶1∶6的体积比混合均匀制成；
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。
本实施例观测到的铜镍/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10mm的16MnR钢板堆焊厚度8mm的铜镍的界面金相组织观测：
步骤一、在铜镍/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、将侵蚀溶液加热至60℃，采用加热后的侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面的界面，擦蚀时间为3s；所述侵蚀溶液由HCl（分析纯）、HNO3（分析纯）和CuCl2饱和溶液按照1∶1∶6的体积比混合均匀制成；
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。
本实施例观测到的铜镍/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16MnR钢板堆焊厚度8mm的铜镍的界面金相组织观测：
步骤一、在铜镍/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、将侵蚀溶液加热至55℃，采用加热后的侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面的界面，擦蚀时间为3s；所述侵蚀溶液由HCl（分析纯）、HNO3（分析纯）和CuCl2饱和溶液按照5∶1∶6的体积比混合均匀制成；
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。
本实施例观测到的铜镍/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。
实施例4
厚度16mm的Q235钢板堆焊厚度8mm的铜镍的界面金相组织观测：
步骤一、在铜镍/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、将侵蚀溶液加热至60℃，采用加热后的侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面的界面，擦蚀时间为4s；所述侵蚀溶液由HCl（分析纯）、HNO3（分析纯）和CuCl2饱和溶液按照1∶1∶8的体积比混合均匀制成；
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。
本实施例观测到的铜镍/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。
实施例5
厚度10mm的16MnR钢板堆焊厚度8mm的铜镍的界面金相组织观测：
步骤一、在铜镍/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、将侵蚀溶液加热至50℃，采用加热后的侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面的界面，擦蚀时间为4s；所述侵蚀溶液由HCl（分析纯）、HNO3（分析纯）和CuCl2饱和溶液按照5∶1∶8的体积比混合均匀制成；
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。
本实施例观测到的铜镍/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。
实施例6
厚度10mm的16MnR钢板堆焊厚度8mm的铜镍的界面金相组织观测：
步骤一、在铜镍/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、将侵蚀溶液加热至60℃，采用加热后的侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面的界面，擦蚀时间为3s；所述侵蚀溶液由HCl（分析纯）、HNO3（分析纯）和CuCl2饱和溶液按照3∶1∶7的体积比混合均匀制成；
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。
本实施例观测到的铜镍/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)
1.一种铜镍/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、在铜镍/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、将侵蚀溶液加热至50℃～60℃，采用加热后的侵蚀溶液擦蚀步骤二中经机械抛光后的金相观测平面的界面，擦蚀时间为3s～5s；所述侵蚀溶液由HCl、HNO3和CuCl2饱和溶液按照（1～5）∶1∶（6～8）的体积比混合均匀制成；
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所述的一种铜镍/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所述的一种铜镍/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所述的一种铜镍/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HCl和HNO3均为分析纯试剂。
5.根据权利要求1所述的一种铜镍/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HCl、HNO3和CuCl2饱和溶液的体积比为3∶1∶6。
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