CN107761160B - 一种高强殷钢显微组织的电解腐蚀剂及腐蚀方法 - Google Patents
一种高强殷钢显微组织的电解腐蚀剂及腐蚀方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107761160B CN107761160B CN201710943497.4A CN201710943497A CN107761160B CN 107761160 B CN107761160 B CN 107761160B CN 201710943497 A CN201710943497 A CN 201710943497A CN 107761160 B CN107761160 B CN 107761160B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- invar
- electrolytic etching
- strength
- microscopic structure
- caustic solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/02—Etching
- C25F3/06—Etching of iron or steel
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/32—Polishing; Etching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种强殷钢显微组织的电解腐蚀剂以及腐蚀方法,其原料的体积份数为:高氯酸1份,醋酸3~9份。本腐蚀剂配方简单、使用方便、不易挥发,可重复使用,腐蚀效果好,可将高强殷钢的基体组织及弥散析出相清晰的显示出来。本方法以殷钢作为阳极进行电解腐蚀,殷钢基体中的铁、镍等金属组分可以优先于析出相发生电解,可以保证在腐蚀出基体组织的同时保证析出相的完整。本发明方法可以在腐蚀出清晰的奥氏体晶界轮廓的同时,保证奥氏体晶粒内部以及晶界上弥散分布的大量细小的析出相颗粒的完整,避免了因使用化学腐蚀剂而造成的析出相溶解、剥落现象,对于不同加工及热处理状态下的殷钢均有较好的适用性。
Description
技术领域
本发明属于金相电解腐蚀技术领域,尤其是一种高强殷钢显微组织的电解腐蚀剂以及腐蚀方法。
背景技术
因瓦合金,又称殷钢,因其在居里温度以下具有极低的热膨胀系数,在精密工业领域具有广泛的应用。随着航空复合材料成型模具和远距离倍容量输电导线等工业产品对高强殷钢需求量逐年提升,有关高强殷钢的研制工作,越来越受到企业和科研院所的高度重视。截至目前,工业上提高殷钢强度最行之有效的技术方法是,利用冷加工形变强化,结合时效过程的碳化物第二相颗粒析出强化。在时效强化状态下,由于高强殷钢的奥氏体基体与析出相颗粒对化学侵蚀剂的耐蚀性不同,加上殷钢成分、热处理及加工状态的不同,使获得完整基体显微组织和清晰形貌的析出相颗粒的金相腐蚀变得困难。
已知的文献报道主要使用化学侵蚀法显现殷钢的基体组织,但此法对于弥散相的显现有较大的缺陷。例如,申请号201510824955.3的中国专利申请“显示Fe-36Ni因瓦合金凝固枝晶组织的侵蚀剂及其侵蚀方法”,其中使用苦味酸、无水氯化铜、无水乙醇、盐酸和十二烷基苯磺酸钠混合溶液作为侵蚀剂,水浴加热至50~60℃后用于显现Fe-36Ni因瓦合金凝固枝晶组织。郑宏光等人在“Zr对Fe-36Ni因瓦合金凝固组织和热塑性的影响”(北京科技大学学报,2014,36(S1):145-150)论文中,使用加热的氯化铁饱和酒精溶液侵蚀含Zr殷钢的凝固组织,得到了较好的显微组织形貌。路东柱等在“原位TiC颗粒增强Fe-36Ni因瓦合金的组织与性能”(金属功能材料, 2014,21(04):9-13)中使用4g硫酸铜、20mL盐酸和20mL去离子水的混合溶液对原位TiC颗粒增强的因瓦合金进行了金相腐蚀,并在金相显微镜及SEM下观察了TiC颗粒加入对因瓦合金组织的影响。杨晓华等在“Ti对Fe-Ni膨胀合金凝固组织的影响”(材料工程,2010(09):7-9)中使用1g KMnO4 +10mL H2SO4+90mL H2O 的混合溶液对因瓦合金进行了侵蚀,观察了殷钢的铸态组织及析出相。屠怡范等人在“Fe-Ni基高强度低膨胀合金组织性能与时效时间的关系”(金属功能材料, 2007,14(03):10-14)一文中,使用5g CuSO4、25ml HCl和15ml H2O 的混合溶液对时效态冷拔丝试样进行侵蚀,清晰显现了不同时效工艺下试样晶粒的变化。袁均平在“变形及热处理对因瓦合金组织与性能的影响”(中南大学,2005)中,使用王水溶液(浓HNO3:浓HCl=1:3)分别对冷轧退火态及热轧时效态的因瓦合金进行了腐蚀,显示了不同状态下的组织形貌。蔡波等人在“稀土Ce对含Nb超低膨胀合金组织和夹杂物的影响”(金属功能材料,2013,20(01):8-12)中,以三氯化铁盐酸水溶液为电解液,在4~5V电压下对含Ce及Nb的Fe-Ni因瓦合金电解腐蚀20~30s,得到不同含Ce量下的锻态组织。然而上述腐蚀方法在对含有第二相析出强化的因瓦合金的金相腐蚀过程中往往会造成第二相颗粒被侵蚀液溶解,在电镜下表现为大量的侵蚀坑,严重影响微观形貌质量及析出相的成分分析。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种腐蚀效果好的高强殷钢显微组织的电解腐蚀剂;本发明还提供了一种高强殷钢显微组织的腐蚀方法。
为解决上述技术问题,本发明所采取的原料的体积份数为:高氯酸1份,醋酸3~9份。
本发明所述高氯酸纯度为70wt%~72wt%,醋酸纯度≥99.5wt%。
本发明方法采用上述的电解腐蚀剂,其工艺步骤为:(1)将待腐蚀的殷钢试样经打磨后进行抛光;
(2)所述抛光后的殷钢试样作为阳极在电解腐蚀剂中进行电解腐蚀;
(3)将电解腐蚀后的殷钢试样冲洗、干燥,即可得到腐蚀后的殷钢试样。
本发明方法所述步骤(2)中,电解腐蚀的直流电压为20~30V,电流为1.0~3A,温度为0~40℃,时间为25~30s。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明配方简单、使用方便、不易挥发,可重复使用,腐蚀效果好,可将高强殷钢的基体组织及弥散析出相清晰的显示出来。
本发明以殷钢作为阳极进行电解腐蚀,殷钢基体中的铁、镍等金属组分可以优先于析出相发生电解,可以保证在腐蚀出基体组织的同时,保证析出相的完整。本发明方法可以在腐蚀出清晰的奥氏体晶界轮廓的同时,保证奥氏体晶粒内部以及晶界上弥散分布的大量细小的析出相颗粒的完整,避免了因使用化学腐蚀剂而造成的析出相溶解、剥落现象,对于不同加工及热处理状态下的殷钢均有较好的适用性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是实施例1腐蚀得到的高强殷钢冷拔丝经时效态SEM照片;
图2是实施例3腐蚀得到的高强殷钢冷拔丝经时效态SEM照片;
图3是实施例5腐蚀得到的高强殷钢热轧盘条径向SEM照片;
图4是实施例8腐蚀得到的高强殷钢热轧板轧向SEM照片;
图5是实施例10腐蚀得到的高强殷钢热轧板时效处理后轧向SEM照片;
图6是对比例腐蚀得到的高强殷钢冷拔丝经时效态SEM照片。
具体实施方式
下述实施例1~4为高强殷钢冷拔丝时效状态的的电解腐蚀过程。
实施例1:本高强殷钢显微组织的腐蚀方法采用下述具体工艺。
(1)制备电解腐蚀剂:量取醋酸50ml、醋酸450ml,室温下先将醋酸倒入玻璃容器中,随后将高氯酸倒入醋酸中,并用玻璃棒搅拌均匀。
(2)将待腐蚀的高强殷钢H36冷拔丝时效处理后,沿径向取样,并用水磨砂纸打磨,再用金刚石抛光剂进行机械抛光。
(3)将步骤(1)配制的电解腐蚀剂倒入电解腐蚀仪中,电解腐蚀仪的阴极材料采用304不锈钢,将步骤(2)抛光后的试样作为阳极进行电解腐蚀,直流电压30V、电流2.5A、电解腐蚀温度为0℃、电解腐蚀时间为30s。
(4)将样品从腐蚀剂中取出,使用去离子水冲洗后再用无水乙醇冲洗干净,用吹风机吹干,即可得到腐蚀后的殷钢试样。
使用场发射扫描电镜观察腐蚀表面所得腐蚀后的殷钢试样,SEM照片见图1;由图1可见,其表面显现出完整基体显微组织和清晰的形貌,并且只有少量的侵蚀坑。
实施例2:本高强殷钢显微组织的腐蚀方法采用下述具体工艺。
制备电解腐蚀剂:量取醋酸50ml、醋酸450ml;高强殷钢H36冷拔丝时效处理后,沿径向取样;电解腐蚀工艺:直流电压30V、电流2A、温度为0℃、时间为30s。其余同实施例1。
使用场发射扫描电镜观察腐蚀表面所得腐蚀后的殷钢试样,其表面显现出完整基体显微组织和清晰的形貌,并且只有少量的侵蚀坑。
实施例3:本高强殷钢显微组织的腐蚀方法采用下述具体工艺。
制备电解腐蚀剂:量取醋酸100ml、醋酸400ml;高强殷钢H36冷拔丝时效处理后,沿轴向取样;电解腐蚀工艺:直流电压25V、电流1.8A、温度为8℃、时间为25s。其余同实施例1。
使用场发射扫描电镜观察腐蚀表面所得腐蚀后的殷钢试样,SEM照片见图2;由图2可见,其表面显现出完整基体显微组织和清晰的形貌,并且只有少量的侵蚀坑。
实施例4:本高强殷钢显微组织的腐蚀方法采用下述具体工艺。
制备电解腐蚀剂:量取醋酸100ml、醋酸300ml;高强殷钢H36冷拔丝时效处理后,沿轴向取样;电解腐蚀工艺:直流电压20V、电流2A、温度为12℃、时间为28s。其余同实施例1。
使用场发射扫描电镜观察腐蚀表面所得腐蚀后的殷钢试样,其表面显现出完整基体显微组织和清晰的形貌,并且只有少量的侵蚀坑。
下述实施例5、6为高强殷钢热轧盘条的电解腐蚀过程。
实施例5:本高强殷钢显微组织的腐蚀方法采用下述具体工艺。
制备电解腐蚀剂:量取醋酸50ml、醋酸450ml;高强殷钢H36热轧盘条沿径向取样;电解腐蚀工艺:直流电压30V、电流3A、温度为19℃、时间为30s。其余同实施例1。
使用场发射扫描电镜观察腐蚀表面所得腐蚀后的殷钢试样,SEM照片见图3;由图3可见,其表面显现出完整基体显微组织和清晰的形貌,并且只有少量的侵蚀坑。
实施例6:本高强殷钢显微组织的腐蚀方法采用下述具体工艺。
制备电解腐蚀剂:量取醋酸100ml、醋酸400ml;高强殷钢H36热轧盘条沿径向取样;电解腐蚀工艺:直流电压25V、电流2.1A、温度为23℃、时间为25s。其余同实施例1。
使用场发射扫描电镜观察腐蚀表面所得腐蚀后的殷钢试样,其表面显现出完整基体显微组织和清晰的形貌,并且只有少量的侵蚀坑。
下述实施例7~10为高强殷钢热轧板及热轧板不同时效状态下的电解腐蚀过程。
实施例7:本高强殷钢显微组织的腐蚀方法采用下述具体工艺。
制备电解腐蚀剂:量取醋酸50ml、醋酸450ml;高强殷钢H36热轧板沿轧向取样;电解腐蚀工艺:直流电压30V、电流2A、温度为25℃、时间为25s。其余同实施例1。
使用场发射扫描电镜观察腐蚀表面所得腐蚀后的殷钢试样,其表面显现出完整基体显微组织和清晰的形貌,并且只有少量的侵蚀坑。
实施例8:本高强殷钢显微组织的腐蚀方法采用下述具体工艺。
制备电解腐蚀剂:量取醋酸100ml、醋酸400ml;高强殷钢H36热轧板沿轧向取样;电解腐蚀工艺:直流电压30V、电流1.5A、温度为28℃、时间为30s。其余同实施例1。
使用场发射扫描电镜观察腐蚀表面所得腐蚀后的殷钢试样,SEM照片见图4;由图4可见,其表面显现出完整基体显微组织和清晰的形貌,并且只有少量的侵蚀坑。
实施例9:本高强殷钢显微组织的腐蚀方法采用下述具体工艺。
制备电解腐蚀剂:量取醋酸100ml、醋酸400ml;高强殷钢H36热轧板经时效处理后,沿径向取样;电解腐蚀工艺:直流电压25V、电流2.3A、温度为32℃、时间为25s。其余同实施例1。
使用场发射扫描电镜观察腐蚀表面所得腐蚀后的殷钢试样,其表面显现出完整基体显微组织和清晰的形貌,并且只有少量的侵蚀坑。
实施例10:本高强殷钢显微组织的腐蚀方法采用下述具体工艺。
制备电解腐蚀剂:量取醋酸100ml、醋酸300ml;高强殷钢H36热轧板经时效处理后,沿径向取样;电解腐蚀工艺:直流电压20V、电流1.0A、温度为40℃、时间为25s。其余同实施例1。
使用场发射扫描电镜观察腐蚀表面所得腐蚀后的殷钢试样,SEM照片见图5;由图5可见,其表面显现出完整基体显微组织和清晰的形貌,并且只有少量的侵蚀坑。
对比例:高强殷钢冷拔丝经时效态后,以三氯化铁溶液作为腐蚀剂,采用常规的金相腐蚀方法进行腐蚀,腐蚀后试样的SEM照片见图6;由图6可见,其表面有大量的侵蚀坑,第二相颗粒被腐蚀液溶解,严重影响微观形貌质量及析出相的成分分析。
Claims (2)
1.一种高强殷钢显微组织的腐蚀方法,电解腐蚀剂原料的体积份数为:高氯酸1份,醋酸3~9份,所述高氯酸纯度为70wt%~72wt%,醋酸纯度≥99.5wt%,其特征在于,其工艺步骤为:(1)将待腐蚀的殷钢试样经打磨后进行抛光;
(2)所述抛光后的殷钢试样作为阳极在电解腐蚀剂中进行电解腐蚀;
(3)将电解腐蚀后的殷钢试样冲洗、干燥,即可得到腐蚀后的殷钢试样。
2.根据权利要求1所述的高强殷钢显微组织的腐蚀方法,其特征在于:所述步骤(2)中,电解腐蚀的直流电压为20~30V,电流为1.0~3A,温度为0~40℃,时间为25~30s。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710943497.4A CN107761160B (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种高强殷钢显微组织的电解腐蚀剂及腐蚀方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710943497.4A CN107761160B (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种高强殷钢显微组织的电解腐蚀剂及腐蚀方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107761160A CN107761160A (zh) | 2018-03-06 |
CN107761160B true CN107761160B (zh) | 2019-04-05 |
Family
ID=61268049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710943497.4A Active CN107761160B (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种高强殷钢显微组织的电解腐蚀剂及腐蚀方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107761160B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109991254A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-09 | 福建工程学院 | 一种纯铁ebsd样品的制备方法 |
CN110085337B (zh) * | 2019-05-20 | 2020-09-08 | 中国核动力研究设计院 | 一种UO2-ZrO2陶瓷燃料显微组织分析用样品的制备方法 |
CN110453222B (zh) * | 2019-08-08 | 2021-07-13 | 重庆科技学院 | 显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液及制备方法和应用 |
CN111676508B (zh) * | 2020-05-14 | 2021-12-14 | 天津大学 | 一种电解腐蚀溶液及其应用 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5374338A (en) * | 1993-10-27 | 1994-12-20 | International Business Machines Corporation | Selective electroetch of copper and other metals |
CN101974777A (zh) * | 2010-11-11 | 2011-02-16 | 中国计量学院 | 一种高强高韧Fe-Mn-C系孪晶诱发塑性钢的电解腐蚀方法 |
CN104047046A (zh) * | 2014-06-20 | 2014-09-17 | 重庆望江工业有限公司 | 一种氮化电解腐蚀液及钢铁零件渗氮层深度的电解测试方法 |
CN104562173A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-29 | 上海大学 | 提高316l不锈钢在压水堆一回路水中耐腐蚀性能的表面处理方法 |
CN104611761A (zh) * | 2013-11-05 | 2015-05-13 | 无锡市雪江环境工程设备有限公司 | 一种钛及钛合金的电解抛光工艺 |
CN105386057A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-03-09 | 太原理工大学 | 显示Fe-36Ni因瓦合金凝固枝晶组织的侵蚀剂及其侵蚀方法 |
-
2017
- 2017-10-11 CN CN201710943497.4A patent/CN107761160B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5374338A (en) * | 1993-10-27 | 1994-12-20 | International Business Machines Corporation | Selective electroetch of copper and other metals |
CN101974777A (zh) * | 2010-11-11 | 2011-02-16 | 中国计量学院 | 一种高强高韧Fe-Mn-C系孪晶诱发塑性钢的电解腐蚀方法 |
CN104611761A (zh) * | 2013-11-05 | 2015-05-13 | 无锡市雪江环境工程设备有限公司 | 一种钛及钛合金的电解抛光工艺 |
CN104047046A (zh) * | 2014-06-20 | 2014-09-17 | 重庆望江工业有限公司 | 一种氮化电解腐蚀液及钢铁零件渗氮层深度的电解测试方法 |
CN104562173A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-29 | 上海大学 | 提高316l不锈钢在压水堆一回路水中耐腐蚀性能的表面处理方法 |
CN105386057A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-03-09 | 太原理工大学 | 显示Fe-36Ni因瓦合金凝固枝晶组织的侵蚀剂及其侵蚀方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
A study of the current density analysis for two type method on the invar alloy in electrochemical machining;Seung-Geon Choi等;《Journal of Mechanical Science and Technology》;20170930;第31卷(第9期);4345~4351 |
Analysis of the relationship between electrolyte characteristics and electrochemical machinability in PECM on invar (Fe-Ni) fine sheet;K. H. Chun等;《Int J Adv Manuf Technol》;20160412;第87卷(第4期);3009–3017 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107761160A (zh) | 2018-03-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107761160B (zh) | 一种高强殷钢显微组织的电解腐蚀剂及腐蚀方法 | |
Wang et al. | Non-isothermal aging: A heat treatment method that simultaneously improves the mechanical properties and corrosion resistance of ultra-high strength Al-Zn-Mg-Cu alloy | |
CN111041486B (zh) | 一种中熵高温合金金相腐蚀剂及腐蚀方法 | |
Song et al. | Corrosion behavior of equal-channel-angular-pressed pure magnesium in NaCl aqueous solution | |
CN107014661B (zh) | 一种显示高氮马氏体不锈钢原始奥氏体晶界的腐蚀方法 | |
CN104561999B (zh) | 一种在镁合金表面制备超疏水膜层的方法 | |
Fan et al. | Pulse current electrodeposition and properties of Ni-W-GO composite coatings | |
CN111155169B (zh) | 节镍型奥氏体不锈钢金相显示方法 | |
CN103792128A (zh) | 一种显示双相不锈钢的两相晶界的方法 | |
CN104264196A (zh) | 镁合金表面一步法制备超疏水膜层的方法及其合金和应用 | |
Cheng et al. | A systematic study of the role of cathodic polarization and new findings on the soft sparking phenomenon from plasma electrolytic oxidation of an Al-Cu-Li alloy | |
Ma et al. | Corrosion and anodizing behavior of T1 (Al2CuLi) precipitates in Al-Cu-Li alloy | |
Ban et al. | Effect of pretreatment on electrochemical etching behavior of Al foil in HCl–H2SO4 | |
CN107340170A (zh) | 一种显示铸态高氮奥氏体不锈钢晶界的腐蚀方法 | |
Chen et al. | Effect of ultrasonic treatment during solidification on corrosion behavior of mg-3al-1zn and mg-4zn magnesium alloys | |
Ban et al. | Effect of electrodepositing Ag on DC etching aluminum foils for electrolytic capacitor | |
Lv et al. | Surface treatment and corrosion behavior of 316L stainless steel fabricated by selective laser melting | |
Feng et al. | Through-thickness inhomogeneity of localized corrosion in 7050-T7451 Al alloy thick plate | |
Li et al. | Improving the corrosion resistance of 7055 alloy by manipulating passivation film through trace addition of TiB2 nanoparticles | |
CN110470525A (zh) | 显示if钢晶界的侵蚀剂及侵蚀方法 | |
CN101974777A (zh) | 一种高强高韧Fe-Mn-C系孪晶诱发塑性钢的电解腐蚀方法 | |
CN112647119B (zh) | 一种γ-TiAl基合金的金相腐蚀剂及其腐蚀方法 | |
CN102534743A (zh) | 一种孪晶诱发塑性钢电解抛光液及其电解抛光方法 | |
Ma et al. | Effect of Barrier Layer on Corrosion Resistance of Porous-Type Anodic Films Formed on AA2055 Al–Cu–Li Alloy and Pure Aluminum | |
CN109518186A (zh) | 一种α、β双相黄铜金相腐蚀剂及其金相组织的显示方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |