CN103604682B - 显示钢铁材料低倍组织及缺陷的试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示钢铁材料低倍组织及缺陷的试验方法。解决了GB/T226-1991中冷酸腐蚀能力差、热酸危害设备和人员、电腐蚀法设备损耗大等问题。包括以下步骤：选择试样并加工，去除由取样造成的加工缺陷，加工后试面表面粗糙度不大于0.8μm，试面不得有油污和加工伤痕；根据试样大小选择适合的容器，配制10％～15％的过硫酸铵+0.1～0.5％苯磺酸钠的水溶液，调节溶液温度至40℃～50℃；将加工好的试样放入上述溶液中浸蚀10min～15min拿出，用温度≥20℃的水刷除试面上的腐蚀产物并洗净吹干，即可进行观察和检验。本发明通过加入一定配比的苯磺酸钠，加快了腐蚀速度，提高了腐蚀能力，起到了促进作用。

Description

显示钢铁材料低倍组织及缺陷的试验方法
技术领域：
本发明涉及一种钢铁材料理化检测方法，具体涉及一种显示钢铁材料低倍组织及缺陷的试验方法。
背景技术：
钢的低倍组织及缺陷检验所采用的酸蚀试验是宏观组织检验的一个试验方法，由于供宏观检验用的试样面积较大、操作技术及所需的检验设备相对简单，能较快、较全面地反映出被检材料或产品的质量，因此酸蚀试验是金属材料检验、材料科研及失效分析等工作中被普遍采用的重要手段。
目前我国用于显示钢铁材料低倍组织及缺陷的试验方法是GB/T226-1991《钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法》，该标准中规定了三种试验方法：热酸浸蚀法、冷酸浸蚀法、电腐蚀法，其中热酸浸蚀法是使用50％工业盐酸水溶液作为腐蚀剂，在60℃～80℃下浸蚀试样，这种方法需加热，盛载金属试样的耐热玻璃容器易碎，试样大小受限，且盐酸属挥发性极强的强酸，易吸入人体，同时吸溅于人体皮肤及设备表面，危害性大且安全性差；冷酸浸蚀法是将加工好的试样放入10％～20％的过硫酸铵水溶液中，在室温下浸蚀试样15min～20min，但冷酸对材料组织中不同的相腐蚀速度均比热酸慢，特别是在北方地区冬季寒冷，低温可致零下30余度，工作间室温只有几度，导致腐蚀速度慢，腐蚀后组织反差小，缺陷形貌不清晰，尤其合金含量高的金属，低倍腐蚀效果较差；电腐蚀法需用专用设备，限制条件较多。
基于上述情况，2011年从事该工作的专业技术人员成立了“钢的低倍组织及缺陷检验方法研究”QC课题小组，在国家标准检验方法的基础上，力图找到一种生产效率高、可操作性强、安全系数高、成本低且组织显示清晰的低倍试验方法，解决GB/T226-1991中冷酸腐蚀能力差、热酸危害设备和人员、电腐蚀法设备损耗大等问题，并能够在金属材料检验、材料科研及失效分析等领域中得到应用。
发明内容：
本发明用特定腐蚀法腐蚀试样并刷洗后，观察试样表面显示的低倍组织及缺陷，解决了GB/T226-1991中冷酸腐蚀能力差、热酸危害设备和人员、电腐蚀法设备损耗大等问题，并能够在金属材料检验、材料科研及失效分析等领域中得到应用。
本发明是由以下技术方案实现的：
一种显示钢铁材料低倍组织及缺陷的试验方法，包括以下步骤：
1、选择需检测的部位取样并加工试样，试样加工时，去除由取样造成的变形和热影响区以及裂缝等加工缺陷，加工后试面的表面粗糙度不大于0.8μm，试面不得有油污和加工伤痕；
2、根据试样大小选择适合的容器，配制10％～15％(wt％)的过硫酸铵((NH4)S2O8)+0.1～0.5％(wt％)苯磺酸钠(C6H5SO3Na·H2O)的水溶液，调节溶液温度至40℃～50℃；
3、将加工好的试样放入上述溶液中浸蚀10min～15min，拿出，用温度≥20℃的水刷除试面上的腐蚀产物并洗净吹干，即可进行试样低倍组织及缺陷的观察和检验。
使用本发明方法时，腐蚀碳钢时优选溶液浓度、温度、时间的下限，腐蚀合金钢时，优选溶液浓度、温度、时间的上限。
采用本发明的试验方案进行低倍试验，与GB/T226-1991《钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法》中的冷酸浸蚀法相比，溶液腐蚀速度和腐蚀能力明显提高，能够更加清晰地显示钢的低倍组织及缺陷，时间缩短25％，过硫酸铵用量减少25％，达到降本增效的目的；与GB/T226-1991《钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法》中的热酸浸蚀法相比，解决了工业盐酸挥发性、腐蚀性极强带来的危害性大且安全性差的问题，且被检试样大小不受限制。
具体实施方式：
本发明方式提供了一种用于显示钢铁材料低倍组织及缺陷的试验方法，它是将需检验的试样表面加工至一定的表面粗糙度，用特定腐蚀法腐蚀并刷洗后，观察试样表面显示的低倍组织及缺陷。具体步骤如下：
1.选择需检测的部位，用剪、锯、冷切割等方法取样。试样加工时，必须去除由取样造成的变形和热影响区以及裂缝等加工缺陷。加工后试面的表面粗糙度应不大于0.8μm，试面不得有油污和加工伤痕。
2.根据试样大小选择适合的容器，配制10％～15％(重量百分比)的过硫酸铵((NH4)S2O8)+0.1～0.5％(重量百分比)苯磺酸钠(C6H5SO3Na·H2O)的水溶液，调节溶液温度至40℃～50℃。
3.将加工好的试样放入上述溶液中浸蚀10min～15min，拿出，用水(温度≥20℃)刷除试面上的腐蚀产物并洗净吹干，即可进行试样低倍组织及缺陷的观察和检验。
4.建议腐蚀碳钢时选择溶液浓度、温度、时间的下限，腐蚀合金钢时选择溶液浓度、温度、时间的上限。
本发明利用金属的成分与组织不均匀性导致在电解质溶液中存在微区电池反应，而在无机酸中产生电化学反应，使强的无机酸对金属进行选择性腐蚀，此时易被腐蚀的部分呈暗色或剥落，可以将各种缺陷和组织显示出来。通过加入一定配比的苯磺酸钠，加快了腐蚀速度，提高了腐蚀能力，起到促进作用。

Claims (1)

1.一种显示钢铁材料低倍组织及缺陷的试验方法，其特征是：包括以下步骤：
选择需检测的部位取样并加工试样，试样加工时，去除由取样造成的变形和热影响区以及裂缝加工缺陷，加工后试样的表面粗糙度不大于0.8μm，试样的表面不得有油污和加工伤痕；
根据试样大小选择适合的容器，配制质量分数为10％～15％的过硫酸铵和质量分数为0.1～0.5％的苯磺酸钠的水溶液，调节溶液温度至40℃～50℃；
将加工好的试样放入上述溶液中浸蚀10min～15min，拿出，用温度≥20℃的水刷除试面上的腐蚀产物并洗净吹干，即可进行试样低倍组织及缺陷的观察和检验。
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