CN114086182B - 一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢奥氏体晶粒度侵蚀剂及制备方法和应用，包括羧基化合物、表面活性剂和稀释剂，羧基化合物为对乙酸或乙二酸中一种；表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或洗洁精中任一种；稀释剂为水和乙醇的混合溶液。使用本发明的侵蚀剂进行钢材料侵蚀时，无需采用高温氧化处理工艺，采用直接淬硬法，直接化学侵蚀出晶界，操作简单易掌握，不容易错检，还可以节省时间和成本。本发明提供的侵蚀剂可以清晰地显示车轮钢、碳素结构钢、低中碳合金钢试样晶粒的晶界，100倍下晶粒度清晰完整且容易进行晶粒度评级，效果良好。且，本发明可解决现有技术中苦味酸试剂污染环境和影响公共安全的问题。
Description
技术领域
本发明涉及浸蚀剂应用领域，具体而言，涉及一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂及制备方法和应用。
背景技术
钢的奥氏体晶粒度大小对机械、物理性能、化学性能以及热处理都有很大的影响，因此，奥氏体晶粒度大小的评定对判断钢的质量、检验热加工工艺的正确性等具有十分重要的意义。
钢铁材料奥氏体晶粒度的显示一般采用直接淬硬法、氧化法，通过饱和苦味酸、苦味酸和十二烷基苯磺酸钠的混合溶液等试剂进行腐蚀。然而采用上述方法浸蚀晶界时，一方面苦味酸因其具有易爆炸性、易燃性、毒性，已被列为一种环境污染物而被限制大量使用，以避免污染环境和影响公共安全；另一方面，氧化法需要使用热处理炉对试样进行高温氧化处理，高温氧化处理工艺和后续试样制备工艺复杂，对检验人员水平要求较高，不易掌握，容易错检，浪费时间和成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂及制备方法，不含具有毒性和易爆性的苦味酸，避免对环境造成污染和影响公共安全，满足环保要求。且操作简单，显示清晰。
本发明还有一个目的在于提供一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂的应用，用于检测钢的奥氏体晶粒度。
本发明具体技术方案如下：
一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂，包括羧基化合物、表面活性剂和稀释剂；
所述羧基化合物和表面活性剂的质量比为1:0.1～1:0.7。
所述羧基化合物和表面活性剂的总质量与稀释剂的质量之比为5:100～10:100。
所述羧基化合物为对乙酸或乙二酸中一种。
所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或洗洁精中任一种，洗洁精为白猫洗洁精。
所述稀释剂为水和乙醇的混合溶液，所述水和乙醇质量比为2:1～10:1。
本发明提供的钢奥氏体晶粒度浸蚀剂的制备方法为：
将配方量的羧基化合物、表面活性剂和稀释剂直接混合，常温搅拌均匀，即得。
本发明主要利用乙酸或乙二酸在常温下酸性有利于钢材晶粒度腐蚀这一特性，采用十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或白猫洗洁精表面活性剂对溶液中的乙酸或乙二酸相对于不同钢材晶粒晶界处腐蚀酸性进行微调节，并利用乙酸或乙二酸在常温下可溶于水和乙醇特性进行溶液配制，而且，采用本发明稀释剂，复配乙酸或乙二酸和表面活性剂，可以是侵蚀剂分散更均匀，达到更均匀的腐蚀效果，清晰地显示车轮钢、碳素结构钢、低中碳合金钢试样晶粒的晶界。
本发明提供的一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂的应用，用于检测钢的奥氏体晶粒度。
所述钢奥氏体晶粒度浸蚀剂尤其用于检测ER8、ER9、AAR-B、CL60火车车轮钢、AISI4145、42CrMo、40Cr、碳素结构钢或低中碳合金钢的奥氏体晶粒度。
所述钢奥氏体晶粒度浸蚀剂用于检测钢奥氏体晶粒度浸蚀剂时，在浸蚀前，需根据GB/T6394《金属平均晶粒度测定方法》中的直接淬硬法进行热处理。
现有技术中，采用氧化法时，通常需要使用热处理炉对钢材料进行高温氧化处理；而使用本发明的浸蚀剂进行钢材料浸蚀时，无需采用高温氧化处理工艺，采用直接淬硬法，直接化学浸蚀出晶界，操作简单易掌握，不容易错检，还可以节省时间和成本。本发明提供的浸蚀剂可以清晰地显示车轮钢、碳素结构钢、低中碳合金钢试样晶粒的晶界，100倍下晶粒度清晰完整且容易进行晶粒度评级，效果良好。且，本发明可解决现有技术中苦味酸试剂污染环境和影响公共安全的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1方案浸蚀后得到的火车车轮钢(ER8)奥氏体晶粒度图；
图2为本发明实施例2方案浸蚀后得到的火车车轮钢(ER9)奥氏体晶粒度图；
图3为本发明实施例3方案浸蚀后得到的火车车轮钢(CL60)奥氏体晶粒度图；
图4为本发明实施例4方案浸蚀后得到的火车车轮钢(AAR-B)奥氏体晶粒度图；
图5为本发明实施例5方案浸蚀后得到的42CrMo钢奥氏体晶粒度图；
图6为本发明实施例6方案浸蚀后得到的AISI 4145钢奥氏体晶粒度图；
图7为本发明实施例7方案浸蚀后得到的40Cr钢奥氏体晶粒度图；
图8为对比例1方案浸蚀后得到的40Cr钢奥氏体晶粒度图；
图9为对比例1对应级别的国家标准GB/T6394《金属平均晶粒度测定方法》采用的评级图谱。
具体实施方式
实施例1
一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂，包括羧基化合物、表面活性剂和稀释剂。其中，羧基化合物是乙二酸，表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠，稀释剂为水和乙醇。以质量计，乙二酸和十二烷基苯磺酸钠的组分比为1:0.2，乙二酸和十二烷基苯磺酸钠的质量总和与稀释剂的质量之比为5.5:100；稀释剂中，水和乙醇的质量比为8:1。本实施例的钢奥氏体晶粒度浸蚀剂通过将上述原料混合均匀获得。
采用本实施例的浸蚀剂对火车车轮钢(ER8)进行浸蚀，浸蚀前钢根据GB/T6394《金属平均晶粒度测定方法》中的直接淬硬法进行热处理，用金相显微镜观察，得到的奥氏体晶粒度结果为8.0级如图1所示。由图1可知，本实施例的浸蚀效果良好，火车车轮钢(ER8)晶界(黑色细线)清晰，晶粒显示完整。
实施例2
一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂，包括羧基化合物、表面活性剂和稀释剂。其中，羧基化合物是乙二酸，表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠，稀释剂为水和乙醇。以质量计，乙二酸和十二烷基苯磺酸钠的组分比为1:0.25，乙二酸和十二烷基苯磺酸钠的质量总和与稀释剂的质量比为6:100；水和乙醇的质量比为6.5:1。本实施例的钢奥氏体晶粒度浸蚀剂通过将上述原料混合均匀获得。
采用本实施例的浸蚀剂对火车车轮钢(ER9)进行浸蚀，并用金相显微镜观察，得到的奥氏体晶粒度结果为8.0级如图2所示。由图2可知，本实施例的浸蚀效果良好，火车车轮钢(ER9)晶界(黑色细线)清晰，晶粒显示完整。
实施例3
一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂，包括羧基化合物、表面活性剂和稀释剂。其中，羧基化合物是乙二酸，表面活性剂采用十二烷基硫酸钠，稀释剂为水和乙醇。以质量计，乙二酸和十二烷基硫酸钠的质量比为1:0.1，乙二酸和十二烷基硫酸钠的质量总和与稀释剂的质量之比为7:100，水和乙醇的质量比为6.5:1。本实施例的钢奥氏体晶粒度浸蚀剂通过将上述原料混合均匀获得。
采用本实施例的浸蚀剂对火车车轮钢(CL60)进行浸蚀，并用金相显微镜观察，得到的奥氏体晶粒度结果为8.0级如图3所示。由图3可知，本实施例的浸蚀效果良好，火车车轮钢(CL60)晶界(黑色细线)清晰，晶粒显示完整。
实施例4
一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂，包括羧基化合物、表面活性剂和稀释剂。其中，羧基化合物是乙二酸，表面活性剂采用白猫洗洁精，稀释剂为水和乙醇。以质量计，乙二酸和洗洁精的组分质量比为1:0.4，乙二酸和洗洁精的组分质量总和与稀释剂的组分质量之比为7.5:100，水和乙醇的组分质量比为8:1。本实施例的钢奥氏体晶粒度浸蚀剂通过将上述原料混合均匀获得。
采用本实施例的浸蚀剂对火车车轮钢(AAR-B)进行浸蚀，并用金相显微镜观察，得到的奥氏体晶粒度结果为6.5级如图4所示。由图4可知，本实施例的浸蚀效果良好，火车车轮钢(AAR-B)晶界(黑色细线)清晰，晶粒显示完整。
实施例5
一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂，包括羧基化合物、表面活性剂和稀释剂。其中，羧基化合物是乙酸，表面活性剂采用白猫洗洁精，稀释剂为水和乙醇。以质量计，乙酸和洗洁精的质量比为1:0.15，乙酸和洗洁精的质量总和与稀释剂的质量之比为6.9:100，水和乙醇的质量比为8.5:1。本实施例的钢奥氏体晶粒度浸蚀剂通过将上述原料混合均匀获得。
采用本实施例的浸蚀剂对42CrMo钢进行浸蚀，并用金相显微镜观察，得到的奥氏体晶粒度结果为5.5级如图5所示。由图5可知，本实施例的浸蚀效果良好，42CrMo钢晶界(黑色细线)清晰，晶粒显示完整。
实施例6
一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂，包括羧基化合物、表面活性剂和稀释剂。其中，羧基化合物是乙二酸，表面活性剂采用十二烷基硫酸钠，稀释剂为水和乙醇。以质量计，乙二酸和十二烷基硫酸钠的质量比为1:0.3，乙二酸和十二烷基硫酸钠的质量总和与稀释剂的质量之比为5.5:100，水和乙醇的质量比为8:1。本实施例的钢奥氏体晶粒度浸蚀剂通过将上述原料混合均匀获得。
采用本实施例的浸蚀剂对AISI 4145钢进行浸蚀，并用金相显微镜观察，得到的奥氏体晶粒度结果为7.5级如图6所示。由图6可知，本实施例的浸蚀效果良好，AISI 4145钢晶界(黑色细线)清晰，晶粒显示完整。
实施例7
一种钢奥氏体晶粒度浸蚀剂，包括羧基化合物、表面活性剂和稀释剂。其中，羧基化合物是乙酸，表面活性剂采用洗洁精，稀释剂为水和乙醇。以质量计，乙二酸和洗洁精的质量比为1:0.35，乙二酸和洗洁精的质量总和与稀释剂的质量之比为7.5:100，水和乙醇的质量比为9:1。本实施例的钢奥氏体晶粒度浸蚀剂通过将上述原料混合均匀获得。
采用本实施例的浸蚀剂对40Cr钢进行浸蚀，并用金相显微镜观察，得到的奥氏体晶粒度结果为6.5级如图7所示。由图7可知，本实施例的浸蚀效果良好，40Cr钢晶界(黑色细线)清晰，晶粒显示完整。
对比例1
本对比例采用国际通用的饱和苦味酸溶液对40Cr钢进行侵试验，并用金相显微镜观察，得到的奥氏体晶粒度结果为6.5级如图8所示。由图8可知，本发明实施例7与本对比例的浸蚀效果相当，40Cr钢晶界(黑色细线)清晰，晶粒显示完整。图9为图8对应级别的国家标准GB/T6394《金属平均晶粒度测定方法》采用的评级图谱。
Claims (5)
1.一种钢奥氏体晶粒度侵蚀剂，其特征在于，所述钢奥氏体晶粒度侵蚀剂由羧基化合物、表面活性剂和稀释剂组成；
所述羧基化合物和表面活性剂的质量比为1:0.1～1:0.7；
所述羧基化合物为乙酸或乙二酸中一种；
所述稀释剂为水和乙醇的混合溶液；所述水和乙醇质量比为2:1～10:1；
所述羧基化合物和表面活性剂的质量之和与稀释剂的质量之比为5:100～10:100；
所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或洗洁精中任一种；
所述钢奥氏体晶粒度侵蚀剂用于检测碳素结构钢或低中碳合金钢的奥氏体晶粒度。
2.一种权利要求1所述的钢奥氏体晶粒度侵蚀剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将配方量的羧基化合物、表面活性剂和稀释剂混合，搅拌均匀，即得。
3.一种权利要求1所述的钢奥氏体晶粒度侵蚀剂的应用，其特征在于，所述钢奥氏体晶粒度侵蚀剂用于检测钢的奥氏体晶粒度。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述钢奥氏体晶粒度侵蚀剂用于检测碳素结构钢或低中碳合金钢的奥氏体晶粒度。
5.根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于，所述钢奥氏体晶粒度侵蚀剂用于检测钢奥氏体晶粒度侵蚀剂时，在侵蚀前，需根据GB/T6394《金属平均晶粒度测定方法》中的直接淬硬法进行热处理。
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Also Published As
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