CN110320088A - 一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，属于金相检测技术领域。为解决现有金相腐蚀方法程序复杂、检测周期长、腐蚀剂存在安全隐患的问题，本发明提供了一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，包括配制二硝基苯酚腐蚀剂、特种钢试样打磨抛光、在室温下将试样的抛光面完全浸入二硝基苯酚腐蚀剂中，腐蚀5～10秒后用乙醇喷淋清洗，烘干后在金相显微镜下观察晶界。本发明提供的金相腐蚀方法腐蚀时间短，步骤简单，操作方便，能够快速提供金相检测结果。本发明使用二硝基苯酚为腐蚀剂，保证生产检验不受苦味酸药品危险级别提升的影响。二硝基苯酚腐蚀剂的配制、使用方法安全简便，特种钢经腐蚀能得到清晰的金相组织，晶界清晰连续。

Description

一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法
技术领域
本发明属于金相检测技术领域，尤其涉及一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法。
背景技术
金相检测是金属材料研究或生产企业在生产过程中及时掌握产品组织结构和晶粒度的重要手段，通过金相检测结果可以对生产过程中出现的质量问题进行分析，改变和优化工艺参数，控制并提升产品品质。金相腐蚀是金相检测的重要环节，只有利用适合的腐蚀剂腐蚀出清晰的金相组织及晶界，才能进行金相组织的观察和晶粒度及各相含量的分析，从而准确判断出热处理工艺是否合格，对调整后的热处理工艺合理性进行分析判断。
在特种钢的生产检验中，常用于显示晶粒度的腐蚀剂苦味酸在腐蚀过程中需要加热处理，腐蚀方法较为复杂，检测周期长，不能满足大生产时检测量集中的状况。而且，苦味酸即2,4,6-三硝基苯酚，是炸药的一种，属于易爆物品，存在较大的安全隐患。因此，特种钢的生产检验需要一种更快速、安全的显示特种钢晶界的金相腐蚀方法。
发明内容
为解决现有金相腐蚀方法程序复杂、检测周期长、腐蚀剂存在安全隐患的问题，本发明提供了一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法。
本发明的技术方案：
一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，包括以下步骤：
步骤一、配制二硝基苯酚腐蚀剂；
步骤二、对特种钢试样表面进行粗磨，将其表面的锈层磨掉，粗磨后的试样在砂纸上细磨；将细磨后的试样表面进行抛光，获得光亮无划痕试样表面；
步骤三、在室温下将步骤二所得特种钢试样的抛光面完全浸入步骤一配制的二硝基苯酚腐蚀剂中，腐蚀5～10秒后用乙醇冲洗腐蚀后的试样表面，烘干后在金相显微镜下观察晶界。
进一步的，步骤一所述二硝基苯酚腐蚀剂的配制方法为：室温下将质量体积比为5g：5mL的分析纯级苯酚与质量浓度为65％的硝酸充分混合均匀即得到二硝基苯酚腐蚀剂。
进一步的，步骤二所述特种钢试样的型号包括39NiCrMo3、30CrNiMo8V、4140、4340、31CrMoV9+QT+SR、42CrMo4、42CrMoS4、32CrNi3MoVE和34CrNiMo6。
进一步的，步骤二所述特种钢试样在粗磨前先进行热处理。
进一步的，所述热处理方法为：将特种钢试样加热至890±10℃，保温1h后以水淬进行淬火。
进一步的，所述进行热处理的特种钢试样包括18CrNiMo7-6、16/20MnCrS5、FAS2225、S20Cr、20MnCrS5、S355J2、20CrMoA和20CrMoH。
本发明的有益效果：
本发明提供的快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法腐蚀时间短，腐蚀步骤简单，操作方便，大生产检测量集中时能够快速提供特种钢的金相检测结果，满足车间生产需要。
本发明使用二硝基苯酚为腐蚀剂，保证生产检验不受苦味酸药品危险级别提升的影响。二硝基苯酚腐蚀剂的配制、使用方法安全简便，特种钢经腐蚀能得到清晰的金相组织，晶界清晰连续。
附图说明
图1为实施例5经二硝基苯酚腐蚀剂腐蚀的特种钢20CrMoH的晶界显微照片；
图2为对比例1经盐酸-硝酸-酒精腐蚀剂腐蚀的特种钢20CrMoH的晶界显微照片；
图3为对比例2经苦味酸腐蚀剂腐蚀的特种钢20CrMoH的晶界显微照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，包括以下步骤：
步骤一、配制二硝基苯酚腐蚀剂；
步骤二、对特种钢试样表面进行粗磨，将其表面的锈层磨掉，粗磨后的试样在砂纸上细磨；将细磨后的试样表面进行抛光，获得光亮无划痕试样表面；
步骤三、在室温下将步骤二所得特种钢试样的抛光面完全浸入步骤一配制的二硝基苯酚腐蚀剂中，腐蚀5～10秒后用乙醇冲洗腐蚀后的试样表面，烘干后在金相显微镜下观察晶界。
实施例2
一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，包括以下步骤：
步骤一、配制二硝基苯酚腐蚀剂；室温下将质量体积比为5g：5mL的分析纯级苯酚与质量浓度为65％的硝酸充分混合均匀后3-5分钟即得到二硝基苯酚腐蚀剂。
步骤二、对特种钢试样表面进行粗磨，将其表面的锈层磨掉，粗磨后的试样在砂纸上细磨；将细磨后的试样表面进行抛光，获得光亮无划痕试样表面；
步骤三、在室温下将步骤二所得特种钢试样的抛光面完全浸入步骤一配制的二硝基苯酚腐蚀剂中，腐蚀5～10秒后用乙醇冲洗腐蚀后的试样表面，烘干后在金相显微镜下观察晶界。
本发明使用二硝基苯酚为腐蚀剂，保证生产检验不受苦味酸药品危险级别提升的影响。二硝基苯酚腐蚀剂的配制、使用方法安全简便。
实施例3
一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，包括以下步骤：
步骤一、配制二硝基苯酚腐蚀剂；室温下将质量体积比为5g：5mL的分析纯级苯酚与质量浓度为65％的硝酸充分混合均匀即得到二硝基苯酚腐蚀剂。
步骤二、对特种钢试样表面进行粗磨，将其表面的锈层磨掉，粗磨后的试样在砂纸上细磨；将细磨后的试样表面进行抛光，获得光亮无划痕试样表面；
步骤三、在室温下将步骤二所得特种钢试样的抛光面完全浸入步骤一配制的二硝基苯酚腐蚀剂中，腐蚀5～10秒后用乙醇冲洗腐蚀后的试样表面，烘干后在金相显微镜下观察晶界。
本实施例可以用来检测的特种钢试样型号包括39NiCrMo3、30CrNiMo8V、4140、4340、31CrMoV9+QT+SR、42CrMo4、42CrMoS4、32CrNi3MoVE和34CrNiMo6。上述特种钢为调质材，即经过车间调制热处理后的钢材。
实施例4
一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，包括以下步骤：
步骤一、配制二硝基苯酚腐蚀剂；室温下将质量体积比为5g：5mL的分析纯级苯酚与质量浓度为65％的硝酸充分混合均匀即得到二硝基苯酚腐蚀剂。
步骤二、对特种钢试样进行热处理，将特种钢试样加热至890±10℃，保温1h后以水淬进行淬火，对热处理后的特种钢试样表面进行粗磨，将其表面的锈层磨掉，粗磨后的试样在砂纸上细磨；将细磨后的试样表面进行抛光，获得光亮无划痕试样表面；
步骤三、在室温下将步骤二所得特种钢试样的抛光面完全浸入步骤一配制的二硝基苯酚腐蚀剂中，腐蚀5～10秒后用乙醇冲洗腐蚀后的试样表面，烘干后在金相显微镜下观察晶界。
本实施例可以用来检测的特种钢试样包括18CrNiMo7-6、16/20MnCrS5、FAS2225、S20Cr、20MnCrS5、S355J2、20CrMoA和20CrMoH。
实施例5
本实施例以快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法对特种钢20CrMoH进行金相检测，步骤如下：
步骤一、配制二硝基苯酚腐蚀剂；室温下将质量体积比为5g：5mL的分析纯级苯酚与质量浓度为65％的硝酸充分混合均匀即得到二硝基苯酚腐蚀剂。
步骤二、对特种钢20CrMoH取样，试样尺寸为10×10×20mm，检验面10×10mm；对试样进行热处理，将特种钢试样加热至890±10℃，保温1h后以水淬进行淬火，使用120#砂纸对热处理后的特种钢试样表面进行粗磨，将其表面的锈层磨掉，粗磨后的试样在1000#砂纸上细磨；将细磨后的试样表面进行抛光，获得光亮无划痕试样表面；
步骤三、在室温下将步骤二所得特种钢20CrMoH试样的抛光面完全浸入步骤一配制的二硝基苯酚腐蚀剂中，腐蚀5～10秒后用乙醇冲洗腐蚀后的试样表面，烘干后在金相显微镜下观察晶界。
图1为本实施例经二硝基苯酚腐蚀剂腐蚀的特种钢20CrMoH的晶界显微照片；由图1可以看出，二硝基苯酚腐蚀剂对特种钢20CrMoH的侵蚀效果较好，得到的金相组织晶界清晰连续，利于晶粒度测量。
对比例1
本对比例利用盐酸-硝酸-酒精腐蚀剂腐蚀处理特种钢20CrMoH进行金相检测，步骤如下：
步骤一、配制盐酸-硝酸-酒精腐蚀剂：室温下，按体积比10mL:3mL:100mL将质量浓度为38％的盐酸、质量浓度为65％的硝酸和质量浓度为99.5％的酒精充分混合均匀得到盐酸-硝酸-酒精腐蚀剂；
步骤二、对特种钢20CrMoH取样，试样尺寸为10×10×20mm；对试样进行热处理，将特种钢试样加热至890±10℃，保温1h后以水淬进行淬火，使用120#砂纸对热处理后的特种钢试样表面进行粗磨，将其表面的锈层磨掉，粗磨后的试样在1000#砂纸上细磨；将细磨后的试样表面进行抛光，获得光亮无划痕试样表面；
步骤三、在室温下将步骤二所得特种钢20CrMoH试样的抛光面完全浸入步骤一配制的盐酸-硝酸-酒精腐蚀剂中，腐蚀5～10秒后用乙醇冲洗腐蚀后的试样表面，烘干后在金相显微镜下观察晶界。
图2为本对比例经盐酸-硝酸-酒精腐蚀剂腐蚀的特种钢20CrMoH的晶界显微照片；由图2可以看出，盐酸-硝酸-酒精腐蚀剂对特种钢20CrMoH的侵蚀效果不如二硝基苯酚腐蚀剂，得到的金相组织晶界清晰程度也不如图1。通过图1和图2的对比可知，本发明提供的二硝基苯酚腐蚀剂对特种钢的腐蚀效果更好，得到的金相组织晶界更清洗。
对比例2
本对比例利用苦味酸腐蚀剂腐蚀处理特种钢20CrMoH进行金相检测，步骤如下：
1、使用把皿将苦味酸5g、家用洗洁精1g、蒸馏水50ml，充分混合均匀；
2、将把皿置于电加热器上加热10-12分钟，使混合试剂达到50-60℃；
3、将电加热器断电，特种钢20CrMoH试样检验面置于腐蚀剂中，保证检验面全部浸入腐蚀剂，腐蚀10-15分钟；
4、使用竹架将试样夹出并在流动自来水中冲洗，检验面用脱脂棉清理干净后用无水乙醇喷淋清洗后放入烘干设备下烘干。烘干后即可显微镜下检验。
图3为对比例2经苦味酸腐蚀剂腐蚀的特种钢20CrMoH的晶界显微照片，由图3可以看出，苦味酸对特种钢20CrMoH的侵蚀效果不如二硝基苯酚腐蚀剂，得到的金相组织晶界清晰程度也不如图1。
通过实施例与对比例的对比可知，本发明使用二硝基苯酚对特种钢进行腐蚀，不但腐蚀剂的配制、使用方法安全简便，腐蚀时间更短，腐蚀步骤简单，操作方便；得到金相组织的晶界效果也更清晰连续，利于观察。将本发明提供的快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法应用于特种钢的生产，能够快速提供特种钢的金相检测结果，满足车间生产需要。

Claims (6)

1.一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、配制二硝基苯酚腐蚀剂；
步骤二、对特种钢试样表面进行粗磨，将其表面的锈层磨掉，粗磨后的试样在砂纸上细磨；将细磨后的试样表面进行抛光，获得光亮无划痕试样表面；
步骤三、在室温下将步骤二所得特种钢试样的抛光面完全浸入步骤一配制的二硝基苯酚腐蚀剂中，腐蚀5～10秒后用乙醇冲洗腐蚀后的试样表面，烘干后在金相显微镜下观察晶界。
2.根据权利要求1所述一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，其特征在于，步骤一所述二硝基苯酚腐蚀剂的配制方法为：室温下将质量体积比为5g：5mL的分析纯级苯酚与质量浓度为65％的硝酸充分混合均匀即得到二硝基苯酚腐蚀剂。
3.根据权利要求1或2所述一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，其特征在于，步骤二所述特种钢试样的型号包括39NiCrMo3、30CrNiMo8V、4140、4340、31CrMoV9+QT+SR、42CrMo4、42CrMoS4、32CrNi3MoVE和34CrNiMo6。
4.根据权利要求1或2所述一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，其特征在于，步骤二所述特种钢试样在粗磨前先进行热处理。
5.根据权利要求4所述一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，其特征在于，所述热处理方法为：将特种钢试样加热至890±10℃，保温1h后以水淬进行淬火。
6.根据权利要求5所述一种快速显示特种钢晶界的金相腐蚀方法，其特征在于，所述进行热处理的特种钢试样包括18CrNiMo7-6、16/20MnCrS5、FAS2225、S20Cr、20MnCrS5、S355J2、20CrMoA和20CrMoH。
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