CN110118779A - 一种含铬耐热钢的枝晶腐蚀剂及显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种含铬耐热钢的枝晶腐蚀剂及显示方法，包括耐热钢金相试样进行机械研磨、机械抛光、枝晶腐蚀、冲洗烘干和显微镜观察等。本发明的金相腐蚀剂为饱和苦味酸水溶液和氯化铁溶剂的混合溶液，所述金相腐蚀剂由饱和苦味酸水溶液、质量百分比为20％～30％的氯化铁水溶剂按照体积比例为10：1，配置总体积为100ml的混合液，再加上十二烷基苯磺酸钠配置而成。采用本发明的枝晶组织显示方法可清晰地显示出含9％铬的耐热钢金相试样的枝晶组织，进而利于测量枝晶的生长长度。

Description

一种含铬耐热钢的枝晶腐蚀剂及显示方法
技术领域
本发明涉及一种钢的枝晶观察试验技术，尤其涉及含质量分数为9％铬的耐热钢金相试样枝晶观测的腐蚀剂、金相试样的腐蚀方法以及枝晶的显示方法。
技术背景
金属材料的内部组织结构与硬度、强度、延展性等材料性能有着直接和密切的联系，而金属材料的枝晶生长形式又能直接了解金属自熔融到凝固的顺序，元素的富集，热裂纹的产生等。金相是指金属或合金的各种成分在金属或合金内部的物理状态和化学状态。采用金相显微显示方法可以对不同金属或合金的组织，枝晶等进行金相显微观测。其中，对枝晶进行观测首先要采用化学侵蚀法，及采用合适的金相腐蚀剂使金属或合金凝固时的枝晶显示出来，然后观察其生长方向，以便可以进行后续的研究，包括但不限于能谱，电子探针或者金属原位观察检测元素偏析等分析手段。
然而，现有技术中对含质量分数为9％铬的耐热钢进行枝晶显微显示的效果比较差，而且其方法与步骤比较繁琐，腐蚀剂会有强酸溶液。如铬元素添加进钢里面，大大增强了钢的耐腐蚀性，这就导致了腐蚀的时间过长，采用电解腐蚀受到影响的因素很多，且腐蚀程度较难掌握。加热强酸腐蚀条件苛刻，腐蚀时间长，不利于清晰显示树枝晶，不利于大规模工业应用。
因此，如何选择合适的枝晶腐蚀剂，如何把含质量分数为9％铬的耐热钢的腐蚀效果达到更好，如何让清晰枝晶显示，从而有助于后续的研究就显得十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种腐蚀效果好且腐蚀时间可精确控制的含质量分数为9％铬的耐热钢的枝晶腐蚀剂、试样腐蚀方法及枝晶显示方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种金相组织显示方法，包括：提供含质量分数为9％铬的耐热钢金相试样；对所述金相试样进行机械研磨；对研磨就的金相试样进行机械抛光；将抛光后的金相试样浸入金相腐蚀剂，并在85℃的水浴炉中水域加热腐蚀，所述金相腐蚀剂为饱和苦味酸和氯化铁的混合溶液，外加少量十二烷基苯磺酸钠；将腐蚀后的金相试样冲洗，烘干；最后放入光学显微镜观察所述试样的枝晶。
进一步的，所述金相腐蚀剂由质量百分比为4％～5％的饱和苦味酸溶液和质量百分比为20％～30％的氯化铁溶液按照体积比为10：1，外加3g十二烷基苯磺酸钠配制而成。
进一步的，所述金相试样浸入所述金相腐蚀剂中，并在85℃的水浴炉中加热腐蚀60s～80s。
进一步的，所述金相试样腐蚀后需用流动水冲洗3s～5s。
进一步的，所述金相试样冲洗后用酒精喷洗干燥，重复3次。
与现有技术相比，本发明具有如下效果：使用上述技术方法，可以得到含质量分数为9％铬的耐热钢枝晶的腐蚀方法，且腐蚀效率高，腐蚀结果好，可重复性高。
附图说明
图1是腐蚀前含质量分数为9％铬的耐热钢的金相试样照片；
图2是采用实施例1腐蚀剂腐蚀含质量分数为9％铬的耐热钢后的枝晶形貌图；
图3是采用对比例1腐蚀剂腐蚀含质量分数为9％铬的耐热钢后的枝晶形貌图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，下面结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本实施例中的金相腐蚀剂是100ml由质量百分比为饱和苦味酸溶液和质量百分比为20％～30％的氯化铁溶液按照体积比为10：1，配置总体积为100ml的混合液，外加3g十二烷基苯磺酸钠配制而成。应用所述金相腐蚀剂对含质量百分比为9％铬的耐热钢金相试样进行枝晶结构的腐蚀，可以大大提高腐蚀效率和腐蚀显示效果。该腐蚀剂配置简单，利用水浴加热腐蚀，腐蚀剂挥发量少，一组腐蚀剂可腐蚀的样品数量多。
提供含质量分数为9％铬的耐热钢的金相试样，如图1所示，该金相试样已经进行机械研磨、机械抛光。然后，将机械抛光后的金相试样浸入上述金相腐蚀剂，并放入85℃水浴炉中腐蚀65s，取出试样，用流动水冲洗5s，然后用酒精喷洗干燥，重复5次，即得腐蚀后的含质量分数为9％铬的耐热钢枝晶试样，最后再使用光学显微镜进行显微观察，可以观察到图2的枝晶结构。所以，运用本发明的技术方案，可清晰地显示出含质量分数为9％铬的耐热钢的枝晶结构，以便可以进行后续的研究，包括但不限于能谱，电子探针等分析手段。
对比例1
对比例1与实施例1相比腐蚀剂的配置方法与实施例1保持一致，但加入苦味酸溶液的质量百分比为2％，即非饱和苦味酸溶液，其它成分相同。
为了对比上述腐蚀剂的效果，提供与实施例1相同含质量分数为9％铬的耐热钢的金相试样，重新进行机械研磨、机械抛光。然后把试样浸入对比例1腐蚀剂中，并放入85℃水浴炉中腐蚀65s，取出试样，用流动水冲洗5s，然后用酒精喷洗干燥，重复5次，再使用光学显微镜进行显微观察。观察到的腐蚀图如图3所示。可以看出，若腐蚀剂中的苦味酸为非饱和溶液，试样枝晶腐蚀效果是不明显的，只能模糊的看到一次枝晶，而二次枝晶显示模糊，不利于对枝晶长度，间隙等进行统计分析。
以上所述仅为本发明的部分实施方式，不是全部的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方法采取的任何等效的变化，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种含铬耐热钢的枝晶腐蚀剂，其特征在于：所述金相腐蚀剂由饱和苦味酸水溶液、质量百分比为20％～30％的氯化铁水溶剂按照体积比例为10：1混合，再向混合液中加入十二烷基苯磺酸钠配置而成。
2.权利要求1所述含铬耐热钢的枝晶腐蚀剂，其特征在于：十二烷基苯磺酸钠加入量为每100mL混合液中加入3g。
3.权利要求1所述含铬耐热钢的枝晶腐蚀剂，其特征在于：所述含铬钢为含质量分数9％铬的耐热钢。
4.一种含铬耐热钢的枝晶组织显示方法，其特征在于，提供含9％铬的耐热钢金相试样，对所述金相试样进行机械研磨，将研磨后的金相试样进行机械抛光；将抛光后的金相试样浸入权利要求1-3任一项所述的腐蚀剂进行金相腐蚀，将腐蚀后的金相试样冲洗烘干，用光学显微镜观察所述金相试样的枝晶组织。
5.如权利要求4所述含铬耐热钢的枝晶组织显示方法，其特征在于，所述金相试样浸入所述金相腐蚀剂中，并在85℃的水浴炉中水浴加热腐蚀60s～80s。
6.如权利要求4所述含铬耐热钢的枝晶组织显示方法，其特征在于，所述金相试样腐蚀后需用流动清水冲洗3s～5s，冲洗后用酒精喷洗干燥，重复3次。
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