一种去孪晶界的联合腐蚀法的制作方法

本发明涉及钢铁合金理化检测金相分析技术领域，具体涉及一种去孪晶界的联合腐蚀法。

背景技术：

钢晶粒度的显示及测定在判断材料质量、检验工艺以及科研实验中都具有十分重要的意义。因此晶粒度的检验是作为失效分析和评定材料质量的第一项重要指标。

晶粒度显示有多种方法，其中晶粒边界直接显示的方法比较准确，它排除了外来因素的干扰，真实的反应了晶粒大小。但是，对于高温合金等奥氏体型不锈钢这类钢种，由于其组织特性，目前国内外现有的腐蚀剂、腐蚀方法，使晶粒显现的是孪晶晶粒，孪晶界会混淆晶粒度的评定，造成较大的实验误差。因此，很有必要发明一种抑制孪晶界的析出，只显示原奥氏体晶粒晶界的腐蚀剂和腐蚀方法。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题在于提供一种去孪晶界的联合腐蚀法，本申请提供的联合腐蚀法会抑制晶界的析出，只显示晶粒晶界。

有鉴于此，本申请提供了一种去孪晶界的联合腐蚀法，包括以下步骤：

将硫酸高锰酸钾水溶液加热至不沸状态，将合金试样的待腐蚀面与加热后的硫酸高锰酸钾水溶液接触进行热蚀，再清洗热蚀后的腐蚀面；

将得到的合金试样置于酸液中电解。

优选的，所述硫酸高锰酸钾水溶液中高锰酸钾的质量与硫酸和水的总体积的比例为(1～5)g：100ml，所述硫酸和所述水的体积比为(5～15)：(85～95)。

优选的，所述加热的温度为25～95℃，所述热蚀的时间为10～90min。

优选的，所述酸液为草酸水溶液或硝酸水溶液。

优选的，所述酸液为草酸水溶液，所述草酸水溶液中草酸和水的比例为(5～20)g：100ml。

优选的，所述电解的正极为合金试样，负极为不锈钢板，所述正极和负极的间距为15～25mm。

优选的，所述电解的电压为2～6v，电流为1.5～5a。

优选的，所述电解的时间为5～30s。

本申请提供了一种去孪晶界的联合腐蚀法，其采用了硫酸高锰酸钾水溶液热蚀和酸液电解的方法，该方法可有效抑制晶内孪晶界的析出，准确显示原奥氏体晶粒度，获得良好的显示效果，能够有效解决传统方法因孪晶界干扰造成的晶粒度评定误差。金相照片显示，本申请腐蚀后的样品的奥氏体晶界清晰，晶粒显示完整，与国内外晶粒度标准评级图谱一致，与标准图谱对比，检测人员易于评定，提高了工作效率，提高了结果的准确性，最大程度降低了实验误差。

附图说明

图1为gh4169试样经硫酸铜盐酸酒精溶液腐蚀的金相照片；

图2为gh4169试样采用实施例的腐蚀方法腐蚀的金相照片；

图3为gh625试样经硫酸铜盐酸酒精溶液腐蚀的金相照片；

图4为gh625试样采用实施例的腐蚀方法腐蚀的金相照片；

图5为gh4099试样经硫酸铜盐酸酒精溶液腐蚀的金相照片；

图6为gh4099试样采用实施例的腐蚀方法腐蚀的金相照片；

图7为gh99试样采用常规电解腐蚀法腐蚀的金相照片；

图8为gh99试样采用实施例的腐蚀方法腐蚀的金相照片；

图9为no8367试样采用常规硫酸铜盐酸酒精溶液腐蚀的金相照片；

图10为no8367试样采用实施例的腐蚀方法腐蚀的金相照片；

图11为unsno8825试样采用常规60％硝酸水溶液电解腐蚀法腐蚀的金相照片；

图12为unsno8825试样采用实施例的腐蚀方法腐蚀的金相照片；

图13为奥氏体不锈钢304ng采用常规10％草酸水溶液电解腐蚀法腐蚀的金相照片；

图14为奥氏体不锈钢304ng试样采用实施例的腐蚀方法腐蚀的金相照片；

图15为奥氏体不锈钢1cr18ni9ti试样采用常规硫酸铜盐酸酒精溶液腐蚀的金相照片；

图16为奥氏体不锈钢1cr18ni9ti试样采用实施例的腐蚀方法腐蚀的金相照片；

图17为astme112晶粒度标准2级评级图谱；

图18为astme112晶粒度标准8级评级图谱。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

由于高温合金组织特性，常规方法呈现的晶粒为孪晶晶粒，而孪晶界会干扰、混淆晶粒度的评定，针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种抑制孪晶界的析出，只显示原奥氏体晶粒晶界的腐蚀剂和腐蚀方法，解决因孪晶界干扰，造成检测工作中评定结果误差较大的难题。具体的，本申请提供了一种高温合金去孪晶界的联合腐蚀法，包括以下步骤：

将硫酸高锰酸钾水溶液加热至不沸状态，将合金试样的待腐蚀面与加热后的硫酸高锰酸钾水溶液接触进行热蚀，再清洗热蚀后的腐蚀面；

将得到的合金试样置于酸液中电解。

按照本发明，在对合金试样联合腐蚀的过程中，本申请首先配置了硫酸高锰酸钾水溶液，其中，所述高锰酸钾的质量与硫酸和水的总体积的比例为(1～5)g：100ml，所述硫酸和所述水的体积比为(5～15)：(85～95)；更具体地，所述高锰酸钾的质量与所述硫酸和水的总体积的比例为1g：100ml，所述硫酸和所述水的体积比为1:9。本申请首先将硫酸高锰酸钾水溶液加热至不沸状态，具体将所述硫酸高锰酸钾水溶液加热至25～95℃，更具体地，将所述硫酸高锰酸钾水溶液加热至60～80℃。加热之后则将合金试样的待腐蚀面朝上置于上述加热后的溶液中热蚀，所述热蚀的时间为10～90min，更具体地，所述热蚀的时间为20～50min。

在热蚀之后，则将热蚀后的合金试样进行清洗。再将得到的合金试样置于酸液中电解，所述酸液具体选自草酸水溶液或硝酸水溶液，更具体地，所述草酸水溶液中草酸和水的比例为(5～20)g：100ml，更具体地，所述草酸和水的比例为10g：100ml；更具体地，所述硝酸水溶液中硝酸和水的比例为10～30ml：100ml，更具体地，硝酸和水的比例为20ml：100ml。在电解的过程中，电解的正极为试样，负极为不锈钢板，试样的待腐蚀面与负极不锈钢板相对并保持一定距离，两者相距15～25mm，所述电解的电压为2～6v，电流为1.5～5a，时间为5～30s；更具体地，所述电解的电压为3～4v，电流为1.5～3a，时间为12～20s，若晶粒晶界过浅，则可再次电解10～15s。

本申请提供的联合腐蚀即晶粒度显示方法，可有效抑制晶内孪晶界的析出，准确显示原奥氏体晶粒度，获得良好的显示效果，能够有效解决传统方法因孪晶界干扰造成的晶粒度评定误差。奥氏体晶界清晰，晶粒显示完整，与国内外晶粒度标准评级图谱一致，对比图谱，检测人员易于评定，提高工作效率，提高实验结果的准确性，最大程度的降低了实验误差。本发明可广泛应用于各种类型的高温合金、奥氏体不锈钢等材料锻件、板材的晶粒度检测、研究工作。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的高温合金去孪晶界的联合腐蚀法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

按照下述标准检测试样：gb/t6394金属平均晶粒度测定方法；gb/t13298金属显微组织检验方法；gb/t14999高温合金试验方法；astme112测定平均晶粒度的标准试验方法。

实施例

将制备好的合金金相试样首先置于硫酸高锰酸钾水溶液中热蚀，取出后再置于草酸水溶液中电解，显示其晶粒度的方法，其操作步骤具体如下：

1)将试样磨制为镜面；

2)配制溶液试剂：

试剂一：

高锰酸钾1g；

硫酸10ml；

水90ml；

将上述试剂在有柄烧皿内混合溶解，并置于电炉上加热，试剂充分溶解后，便制成腐蚀剂；

试剂二：

草酸10g；

水100ml；

3)将试剂一(高锰酸钾硫酸水溶液)在电炉上加热至70℃±5℃，调节电炉电压，使溶液保持不沸状态，再将高温合金试样的腐蚀面朝上放于该溶液中热蚀20～60min后，取出用清水洗净腐蚀面；

4)将取出洗净的试样在试剂二(10％草酸水溶液)中电解，将试样作为正极，不锈钢板作为负极，试样的待腐蚀面与负极不锈钢板相对并保持一定距离，相距15～25mm，电压3v，电流1.5a，侵蚀10～20秒后取出清洁吹干；

5)用金相显微镜进行观察，如果晶粒晶界过浅，可再次电解腐蚀10～20秒，直至清晰显示出材料晶界为止。

将不同的钢种采用上述方法进行腐蚀，制备样品后进行观察，观察结果具体如图1～16，其中，图1为gh4169试样经硫酸铜盐酸酒精溶液腐蚀的金相照片，图2为gh4169试样采用本申请上述方法腐蚀的金相照片，图3为gh625试样经硫酸铜盐酸酒精溶液腐蚀的金相照片，图4为gh625试样采用本申请上述方法腐蚀的金相照片，图5为gh4099试样经硫酸铜盐酸酒精溶液腐蚀的金相照片，图6为gh4099试样采用本申请上述方法腐蚀的金相照片，图7为gh99试样采用常规电解腐蚀法腐蚀的金相照片，图8为gh99试样采用本申请上述方法腐蚀的金相照片，图9为no8367试样采用常规硫酸铜盐酸酒精溶液腐蚀的金相照片，图10为no8367试样采用本申请上述方法腐蚀的金相照片，图11为unsno8825试样采用常规60％硝酸水溶液电解腐蚀法腐蚀的金相照片，图12为unsno8825试样采用本申请上述方法腐蚀的金相照片，图13为奥氏体不锈钢304ng采用常规10％草酸水溶液电解腐蚀法腐蚀的金相照片，图14为奥氏体不锈钢304ng试样采用本申请上述方法腐蚀的金相照片，图15为奥氏体不锈钢1cr18ni9ti试样采用常规硫酸铜盐酸酒精溶液腐蚀的金相照片，图16为奥氏体不锈钢1cr18ni9ti试样采用本申请上述方法腐蚀的金相照片。

由图1、图3、图5、图7、图9、图11、图13、图15所示，金相照片中含有孪晶界，由图2、图4、图6、图8、图10、图12、图14、图16所示，金相照片中无孪晶界。

在做金属材料理化检测──晶粒度评定项目时，按照国家标准和国际标准测定，检测人员常规采用比较法，即将试样检验面上呈现的晶粒度对比标准astm晶粒度评级图谱(如图17和图18)，快速评定晶粒度级别的试验方法。

使用发明的高锰酸钾硫酸水溶液热蚀+草酸水溶液电解联合腐蚀的方法显示高温合金、奥氏体不锈钢晶粒度的方法应用于试样检测评定工作中，不同检测人员对比astm晶粒度图谱评定比对结果如下表：

表1不同检测人员晶粒度级别评级数据比对表

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。