CN109468640A - 一种SNCrW不锈钢金相腐蚀液及其配制方法和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢金相腐蚀液(以下简称腐蚀液)及其配制方法和使用方法，腐蚀液组分及配比：水：浓盐酸：硫酸铁＝89mL～91mL：14mL～16mL：4g～6g，浓盐酸浓度为36％～38％，水为蒸馏水；腐蚀液配制方法：依次将用电子天平称取硫酸铁、用量筒量取的水、量取的浓盐酸倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌直至硫酸铁完全融化，静置至少2min。使用时，将制备好的试样直接放到配制好的腐蚀液中，磨抛面朝上完全浸没在腐蚀液中，腐蚀4min～6min。本发明具有以下有益效果：提高检验效率，能快速清晰地腐蚀出SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢金相组织；腐蚀效果好，使组织中碳化物颗粒清晰的显示出来，金相组织结构及晶界非常清晰，晶粒显示完整。

Description

一种SNCrW不锈钢金相腐蚀液及其配制方法和使用方法
技术领域
本发明涉及显示金相组织的腐蚀液，具体涉及一种SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢金相腐蚀液及其配制方法和使用方法。
背景技术
SNCrW(3Cr20Ni10W2)是含高碳、铬、钨耐热气阀钢，属于奥氏体不锈钢，其使用状态下一般为固溶态，使用状态下的组织为奥氏体+碳化物，因此，奥氏体晶粒度以及碳化物分布形态是影响该钢性能和使用寿命的主要因素。SNCrW(3Cr20Ni10W2)钢合金化程度较高，含有高密度的钨，钨的偏析易造成碳化物的偏析，也就是碳化物偏聚，在碳化物积聚的区域，掩盖了奥氏体晶粒，晶界不容易显示，金相腐蚀比较困难。目前国内一般用10％草酸溶液电解和1.5克硫酸铜溶液腐蚀，国外采用10％草酸溶液电解腐蚀，采用10％草酸溶液电解腐蚀，腐蚀时间不好掌握，电流和电压也不好控制，很容易过腐蚀，腐蚀后的试样在显微镜下观察，存在多个腐蚀坑，大部分碳化物颗粒被腐蚀掉，很难判断碳化物的分布状态，试样过腐蚀后需要重新制样，检验效率极低；如用1.5克硫酸铜溶液擦拭腐蚀的，试样存在腐蚀不均匀现象，而且个别区域不能清晰的显示晶粒和碳化物，此方法腐蚀的重现性也不好，影响组织检验。由此可见，一种能清晰显示晶界和碳化物颗粒的腐蚀液使检验者能准确的评级，也为科研进一步扫描电镜分析、X射线衍射分析提供良好试样腐蚀状态是十分重要的。
发明内容
本发明公开一种SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢金相腐蚀液(以下简称腐蚀液)及其配制方法和使用方法，目的其一是为获取对SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢能够快速清晰地腐蚀出试样金相组织的腐蚀液配制方法；目的其二是解决此腐蚀液的使用方法。
本发明采用以下技术方案：
1.腐蚀液配制方法
⑴腐蚀液组分组成：水、浓盐酸、硫酸铁，组分配比为水：浓盐酸：硫酸铁＝89mL～91mL：14mL～16mL：4g～6g；
具体按以下配制：
水90mL、浓盐酸15mL、硫酸铁5g，
浓盐酸的浓度为36％～38％；
水为蒸馏水。
⑵腐蚀液的配制方法：先用电子天平称取硫酸铁放入烧杯中，用量筒量取水倒入此烧杯中，再量取浓盐酸倒入此烧杯中，用玻璃棒搅拌直至硫酸铁完全溶解后，静置至少2min。
2.腐蚀液的使用方法，包括以下步骤：
⑴对固溶后的SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢取样，用切割机切成金相试样；
⑵用砂轮对金相试样面的四条边进行倒角并将检验面磨平；
⑶用320#砂纸对金相试样进行粗磨；
⑷用不同粒度的金相水砂纸对金相试样进行细磨；
⑸在抛光机上用金刚石研磨膏对金相试样进行磨抛；
⑹对金相试样磨抛面用水冲洗后再用酒精对金相试样磨抛面冲洗；
⑺将金相试样放入配制好的腐蚀液中，金相试样试样磨抛面朝上，完全浸没在腐蚀液中，腐蚀4min～6min；
⑻用蒸馏水对腐蚀后的金相试样腐蚀面进行冲洗后，再用酒精冲洗金相试样腐蚀面；
⑼用吹风机将金相试样吹干后，利用金相显微镜进行金相组织观察。
上述各步骤具体按以下参数操作：
步骤⑴中用切割机切成10mm×20mm×10mm的金相试样；
步骤⑵中砂轮的粒度为80#；
步骤⑶中砂纸的粒度为320#；
步骤⑷中先用800#、1000#金相水砂纸对金相试样进行金相细磨，再用1500#的金相水砂纸对金相试样进行金相细磨；
步骤中⑸在抛光机上用2.5μm金刚石研磨膏对金相试样进行磨抛，磨抛2min后观察到金相试样磨抛面光亮且无任何划痕时，换干净的毡呢抛光布，用蒸馏水作为润滑剂，抛光1min。
本发明创新点的说明:腐蚀液配制中酸的选择及各组分配比是关键要素，腐蚀液各组分合理的配比，会使试样组织快速、清晰地显示出来。本发明的SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢腐蚀液由蒸馏水90mL、浓盐酸15mL和硫酸铁5g配制而成，使用时，将制备好的试样直接放到配制好的腐蚀液中，磨抛面朝上，完全浸没在腐蚀液中，腐蚀4min～6min。此腐蚀液，浓盐酸是还原性酸，水溶解硫酸铁，形成一种电解质溶液，硫酸铁起到氧化剂的作用，可以降低盐酸对试样的腐蚀速率，缓解腐蚀强度，以免试样发黑、晶界不清晰、碳化物被腐蚀掉。采取以上配比的腐蚀液对试样腐蚀，无需调节电压、电流，也不用反复擦拭试样腐蚀面，便使试样的金相组织均匀、清晰、快速地显示出来。
本发明相对现有技术具有以下有益效果：提高了检验效率，此腐蚀液能快速清晰地腐蚀出SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢的金相组织；腐蚀效果好，使组织中碳化物颗粒清晰的显示出来，金相组织结构及晶界非常清晰，晶粒显示完整，为进一步研究碳化物结构形态的X射线衍射分析提供了良好的试样腐蚀状态，能满足生产检验晶粒度准确评级和控制良好的晶粒度水平。
附图说明
图1为实施例1中SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢腐蚀后金相组织结构图(×100)；
图2为实施例1中SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢腐蚀后金相组织结构图(×500)；
图3为实施例2中SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢腐蚀后金相组织结构图(×100)；
图4为实施例2中SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢腐蚀后金相组织结构图(×500)；
图5为实施例3中SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢腐蚀后金相组织结构图(×100)；
图6为实施例3中SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢腐蚀后金相组织结构图(×500)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施1、实施例3和实施例3使用腐蚀液方法如下：
使用腐蚀液时，先对固溶后的SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢进行取样，并用切割机切成10mm×20mm×10mm的金相试样；然后用80#砂轮对金相试样面的四条边进行倒角并将检验面磨平，以免后续抛光时划破抛光布；用320#砂纸对金相试样进行金相粗磨，再用800#、1000#、1500#的金相水砂纸对金相试样进行金相细磨；然后在抛光机上利用2.5μm金刚石研磨膏对金相试样进行磨抛，磨抛2min后观察到金相试样磨抛面光亮且无任何划痕时，换干净的毡呢抛光布，用蒸馏水作为润滑剂，抛光1min；用水对金相试样磨抛面冲洗后再用酒精对金相试样磨抛面冲洗；将金相试样放入配制好的SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢金相腐蚀液中，磨抛面朝上，腐蚀液完全浸蚀金相试样磨抛面，用秒表计时器进行计时，当腐蚀时间达到一段时间后，用铁夹子挟出金相试样，先用蒸馏水对腐蚀后的金相试样磨抛面进行冲洗1min～2min，把试样表面的残酸及沉积物冲洗干净后再用带酒精的脱脂棉擦拭金相试样腐蚀面；再利用吹风机将金相试样的酒精吹干后,利用金相显微镜进行金相组织观察。从图1、图2可以看出：该SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢金相腐蚀液腐蚀效果非常好，用其腐蚀金相试样，金相试样的组织结构非常清晰，晶粒显示完整，且碳化物清晰，便于利用金相显微镜准确的测量其晶粒度和利用X射线衍射分析碳化物结构。
实施例1
腐蚀液的组分组成：水90mL、浓盐酸15mL、硫酸铁5g，其中浓盐酸的浓度为36％～38％，水为蒸馏水；
配制腐蚀液时，先用电子天平称取硫酸铁5g放入250mL烧杯中，用量筒量取90mL水倒入此烧杯中，再量取15mL浓盐酸倒入此烧杯中，用玻璃棒搅拌直至硫酸铁完全溶解后，静置至少2min；
使用腐蚀液时，金相试样腐蚀时间达到5min。
从图1、图2可以看出：该SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢金相腐蚀液腐蚀效果非常好，用其腐蚀金相试样，金相试样的组织结构非常清晰，晶粒显示完整，且碳化物清晰，便于利用金相显微镜准确的测量其晶粒度和利用X射线衍射分析碳化物结构。
实施例2
腐蚀液的组分组成：水89mL、浓盐酸16mL、硫酸铁6g，其中浓盐酸的浓度为36％～38％，水为蒸馏水；
配制腐蚀液时，先用电子天平称取硫酸铁6g放入250mL烧杯中，用量筒量取89mL水倒入此烧杯中，再量取16mL浓盐酸倒入此烧杯中，用玻璃棒搅拌直至硫酸铁完全溶解后，静置至少2min；
使用腐蚀液时，金相试样腐蚀时间达到6min。
从图3、图4可以看出：该SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢金相腐蚀液腐蚀效果非常好，用其腐蚀金相试样，金相试样的组织结构非常清晰，晶粒显示完整，且碳化物清晰。
实施例3
腐蚀液的组分组成：水91mL、浓盐酸14mL、硫酸铁4g，其中浓盐酸的浓度为36％～38％，水为蒸馏水；
配制腐蚀液时，先用电子天平称取硫酸铁4g放入250mL烧杯中，用量筒量取91mL水倒入此烧杯中，再量取14mL浓盐酸倒入此烧杯中，用玻璃棒搅拌直至硫酸铁完全融化后，静置至少2min；
使用腐蚀液时，金相试样腐蚀时间达到6min。
从图5、图6可以看出：该SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢金相腐蚀液腐蚀效果非常好，用其腐蚀金相试样，金相试样的组织结构非常清晰，晶粒显示完整，且碳化物清晰。

Claims (3)

1.一种SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢金相腐蚀液(以下简称腐蚀液)及其配制方法和使用方法，本发明采用以下技术方案：
⑴腐蚀液组分组成：水、浓盐酸、硫酸铁，组分配比为水：浓盐酸：硫酸铁＝89mL～91mL：14mL～16mL：4g～6g；
具体按以下配制：
水90mL、浓盐酸15mL、硫酸铁5g，
浓盐酸的浓度为36％～38％；
水为蒸馏水。
2.权利要求1所述一种SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢金相腐蚀液的配制方法，其特征在于：先用电子天平称取硫酸铁放入烧杯中，用量筒量取水倒入此烧杯中，再量取浓盐酸倒入此烧杯中，用玻璃棒搅拌直至硫酸铁完全融化后，静置至少2min。
3.权利要求1所述一种SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢金相腐蚀液的使用方法，其特征在于：切取金相试样、制备金相试样，用腐蚀液腐蚀金相试样，用蒸馏水对腐蚀后的金相试样表面进行冲洗后，再用酒精冲洗金相试样表面,将金相试样吹干；
包括以下步骤：
⑴对固溶后的SNCrW(3Cr20Ni10W2)不锈钢取样，用切割机切成金相试样；
⑵用砂轮对金相试样面的四条边进行倒角并将检验面磨平；
⑶用320#砂纸对金相试样进行粗磨；
⑷用不同粒度的金相水砂纸对金相试样进行细磨；
⑸在抛光机上用金刚石研磨膏对金相试样进行磨抛；
⑹对金相试样表面用水冲洗后再用酒精对金相试样表面冲洗；
⑺将金相试样放入配制好的腐蚀液中，金相试样表面完全浸没在腐蚀液中，腐蚀4min～6min；
⑻用蒸馏水对腐蚀后的金相试样表面进行冲洗后，再用酒精冲洗金相试样表面；
⑼用吹风机将金相试样吹干后，利用金相显微镜进行金相组织观察。
所述上述各步骤具体按以下参数操作：
步骤⑴中用切割机切成10mm×20mm×10mm的金相试样；
步骤⑵中砂轮的粒度为80#；
步骤⑶中砂纸的粒度为320#；
步骤⑷中先用800#、1000#金相水砂纸对金相试样进行金相细磨，再用1500#的金相水砂纸对金相试样进行金相细磨；
步骤中⑸在抛光机上用2.5μm金刚石研磨膏对金相试样进行磨抛，磨抛2min后观察到金相试样表面亮滑且无任何划痕时，换干净的抛光布，用蒸馏水作为润滑剂，抛光1min。
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