CN110132962B - 一种锅炉及压力容器用回火贝氏体钢的原奥氏体晶界显示方法 - Google Patents

一种锅炉及压力容器用回火贝氏体钢的原奥氏体晶界显示方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锅炉及压力容器用回火贝氏体钢的原奥氏体晶界显示方法，包括以下步骤：S1：试样处理：将切割好的金相试样磨平后，再进行抛光，使得金相试样表面成为光滑的镜面；S2：腐蚀剂的选择、制备；S3：第一次电解：将抛光好的金相试样放置在S2中制备的腐蚀剂中进行电解，电解电压控制在0.2～1V，电解10～15s；S4：第二次电解：将电解电压调至5～8V，电解5～10S后将金相试样取出，洗净、吹干；S5：将制备好的金相试样在金相显微镜下对原奥氏体晶粒度进行评级，安全无毒，显示效果好，且效率高。

Description

一种锅炉及压力容器用回火贝氏体钢的原奥氏体晶界显示 方法
技术领域
本发明涉及金相技术领域，尤其是一种回火贝氏体钢的原奥氏体晶界显示方法。
背景技术
目前，回火贝氏体钢如12Cr1MoVG、20MnMo、20MnMoNb、SA-387GR22CL2等应用于锅炉集箱、辅机、化工容器等，在相应的材质标准中均有晶粒度要求。钢加热到临界点以上，奥氏体化(此时的奥氏体称原始奥氏体，其晶界为原始奥氏体晶界)虽以不同的速度冷却，得到不同的组织，但原始奥氏体晶界并没有消失；且原始奥氏体晶粒的大小对金属材料的力学性能和工艺性能有很大的影响，由此可见显示钢的奥氏体晶粒的必要性。但对金相实验人员来说不失真地显示钢的原始奥氏体晶界是一个难点。对于贝氏体钢而言更是如此，因其组织为半扩散的特性，晶粒内部也容易腐蚀，即在相同腐蚀条件下，晶界的优先腐蚀特性不明显。
原奥氏体晶界能否清晰地显示取决于很多因素，比如样品的化学成分、组织、热处理状态、腐蚀的方法、试剂及时间等，如采用4％硝酸酒精溶液腐蚀贝氏体材料时，其显微组织易于显示，但晶界难以腐蚀，20MnMoNb、SA-387GR22CL2的显微组织分别见图1、图2。
目前原奥氏体晶界的腐蚀方法主要是采用以苦味酸为主要成分的腐蚀剂进行长时间的浸泡侵蚀或水浴加热侵蚀。由于苦味酸(缩写为TNP、PA)是炸药的一种，味苦，有毒，有强烈爆炸性，存在较大安全隐患，且受国家管制市场上不易购买，此外苦味酸腐蚀的时间很长，效率较低。
为了避免出现类似苦味酸的安全隐患，现在出现一种替代苦味酸的腐蚀方法，即专利CN201610181219.5公开了一种显示调质状态低合金铬钼钢奥氏体晶粒晶界腐蚀剂的浸蚀方法，采用磺基水杨酸为主要成分的专利，但该专利成分中需加入0.2～5ml的洗洁精，各种牌号的洗洁精成分差异很大，导致腐蚀剂在回火贝氏体钢的腐蚀中重复性较差，且其腐蚀时间长，需10～15分钟浸泡，效率亦较低。
因此，急需要一种安全、无毒且效率较高的锅炉及压力容器用回火贝氏体钢的原奥氏体晶界显示方法，满足生产检验及质量管控需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种安全、无毒、高效，显示效果及重复性好的锅炉及压力容器用回火贝氏体钢的原奥氏体晶界显示方法。
本发明所采用的技术方案是：一种锅炉及压力容器用回火贝氏体钢的原奥氏体晶界显示方法，包括以下步骤：
S1：试样处理：将切割好的金相试样磨平后，再进行抛光，使得金相试样表面成为光滑的镜面；
S2：腐蚀剂的选择、制备；
S3：第一次电解：将抛光好的金相试样放置在S2中制备的腐蚀剂中进行电解，电解电压控制在0.2～1V，电解10～15s；
S4：第二次电解：将电解电压调至5～8V，电解5～10S后将金相试样取出，洗净、吹干；
S5：将制备好的金相试样在金相显微镜下对原奥氏体晶粒度进行评级。
进一步的，S1中，采用2.5um的抛光剂进行抛光。
进一步的，S2中，腐蚀剂成分：8～15g磺基水杨酸，水100ml，1～3g十二烷基苯磺酸钠，0.5～3ml硝酸；制备方法：将10g磺基水杨酸加入到100ml水中，随后加入1～3g十二烷基苯磺酸钠以及0.5～3ml硝酸，搅拌均匀。
进一步的，S4中，试样取出后用水冲洗干净后，采用无水乙醇清洗并吹干。
进一步的，S3中，采用电解抛光腐蚀设备进行电解。
本发明的有益效果是：本发明采用安全无毒的磺基水杨酸为主要成分的腐蚀剂，同时采用了电解腐蚀的方法，先小电压电解，后大电压电解的电解方法，电解过程仅需30s，相比现有的其他腐蚀方法效率得到极大提升，且组织显示效果好，重复性好，安全无毒。
附图说明
图1是采用4％硝酸酒精溶液腐蚀20MnMoNb材料时原奥氏体的显微组织图。
图2是采用4％硝酸酒精溶液腐蚀SA-387GR22CL2材料时原奥氏体的显微组织图。
图3是采用本发明的显示方法后20MnMoNb原奥氏体显微组织图。
图4是采用本发明的显示方法后SA-387GR22CL2原奥氏体显微组织图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
对材质为20MnMoNb的锻件(该锻件采用了正火(淬火)+回火热处理，其组织为回火贝氏体)按以下步骤进行处理以显示其晶界组织：
S1：试样处理：将上述处理好的锻件切割成要求的金相试样，然后磨平，再采用2.5um的抛光剂进行抛光，使得金相试样表面成为光滑的镜面；
S2：腐蚀剂的选择、制备：腐蚀剂成分：10g磺基水杨酸，水100ml，1～3g十二烷基苯磺酸钠，0.5～3ml硝酸；制备方法：将10g磺基水杨酸加入到100ml水中，随后加入1g十二烷基苯磺酸钠以及2ml硝酸，搅拌均匀；
S3：第一次电解：将抛光好的金相试样放置在S2中制备的腐蚀剂中采用电解抛光腐蚀设备进行电解，电解电压0.5V，电解10s；
S4：第二次电解：将电解电压调至8V，电解8S后将金相试样取出，用水冲洗干净，采用无水乙醇清洗并吹干；
S5：将制备好的金相试样在金相显微镜下对原奥氏体晶粒度进行评级，其原奥氏体晶粒度级别为6.5级，其组织见图3。
实施例2：
对材质为SA-387GR22CL2钢板(该钢板采用了正火+回火热处理，其组织为回火贝氏体)按以下步骤进行处理以显示其晶界组织：
S1：试样处理：将上述处理好的钢板切割成要求的金相试样，然后磨平，再采用2.5um的抛光剂进行抛光，使得金相试样表面成为光滑的镜面；
S2：腐蚀剂的选择、制备：腐蚀剂成分：12g磺基水杨酸，水100ml，1～3g十二烷基苯磺酸钠，0.5～3ml硝酸；制备方法：将12g磺基水杨酸加入到100ml水中，随后加入2g十二烷基苯磺酸钠以及1ml硝酸，搅拌均匀；
S3：第一次电解：将抛光好的金相试样放置在S2中制备的腐蚀剂中采用电解抛光腐蚀设备进行电解，电解电压0.6V，电解12s；
S4：第二次电解：将电解电压调至7V，电解6S后将金相试样取出，用水冲洗干净，采用无水乙醇清洗并吹干；
S5：将制备好的金相试样在金相显微镜下对原奥氏体晶粒度进行评级，其原奥氏体晶粒度级别为8.5级，其组织见图4。
采用4％硝酸酒精溶液腐蚀贝氏体材料(20MnMoNb、SA-387GR22CL2)时，其显微组织易于显示，但晶界难以腐蚀，显微组织分别如图1、图2所示，为条状晶体，看不到晶界，现实效果不好；采用本申请的显示方法对贝氏体材料(20MnMoNb、SA-387GR22CL2)腐蚀电解时，选用无毒的磺基水杨酸为主要成分的腐蚀剂，安全、无毒，电解采用先小电压(0.2～1V)后大电压(5～8V)的电解方法，先采用小电压电解使得晶界容易显示，对比度好，然后采用大电压电解适当反应速度加快，提高电解效率，20MnMoNb、SA-387GR22CL2腐蚀电解后的组织图分别如图3、图4所示，晶界明显，显示效果好。

Claims (4)

1.一种锅炉及压力容器用回火贝氏体钢的原奥氏体晶界显示方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：试样处理：将切割好的金相试样磨平后，再进行抛光，使得金相试样表面成为光滑的镜面；
S2：腐蚀剂的选择、制备，腐蚀剂成分：8～15g磺基水杨酸，水100ml， 1～3g十二烷基苯磺酸钠，0.5～3ml硝酸；制备方法：将8～15g磺基水杨酸加入到100ml水中，随后加入1～3g十二烷基苯磺酸钠以及0.5～3ml硝酸，搅拌均匀；
S3：第一次电解：将抛光好的金相试样放置在S2中制备的腐蚀剂中进行电解，电解电压控制在0.2～1V，电解10～15s；
S4：第二次电解：将电解电压调至5～8V，电解5～10S后将金相试样取出，洗净、吹干；
S5：将制备好的金相试样在金相显微镜下对原奥氏体晶粒度进行评级。
2.如权利要求1所述的一种锅炉及压力容器用回火贝氏体钢的原奥氏体晶界显示方法，其特征在于：S1中，采用2.5um的抛光剂进行抛光。
3.如权利要求1所述的一种锅炉及压力容器用回火贝氏体钢的原奥氏体晶界显示方法，其特征在于：S4中，试样取出后用水冲洗干净后，采用无水乙醇清洗并吹干。
4.如权利要求1所述的一种锅炉及压力容器用回火贝氏体钢的原奥氏体晶界显示方法，其特征在于：S3中，采用电解抛光腐蚀设备进行电解。
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