一种双相不锈钢金相腐蚀液及金相显示方法

1.本发明涉及金相制备技术领域，具体为一种双相不锈钢金相腐蚀液及金相显示方法。


背景技术：

2.双相不锈钢是一种显微组织为奥氏体和铁素体两相结构的不锈钢；双相不锈钢既具有奥氏体不锈钢的优良韧性及焊接性，有拥有铁素体不锈钢的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能，因此它在石油、化工等行业具有重要应用。而金相组织的观察对于双相不锈钢的组织研究具有重要意义，其中金相腐蚀液的选择对于金相组织的观察至关重要。
3.现有技术中，通常采用氯化铁腐蚀液或者王水腐蚀液或者热的碱性铁氰化钾溶液(张红霞等.双相不锈钢材料的常用化学浸蚀剂，《热加工工艺》，2009，第38卷，第16期，42-44页)或者氢氧化钾溶液电解(黄盛等，固溶处理对00cr27ni7mo5n不锈钢的组织及力学性能的影响，《钢铁》，2011，第41卷，第12期，71-75页)来对双相不锈钢进行腐蚀。但是对于双相不锈钢焊接接头金相腐蚀而言，由于焊道位置的耐蚀性与双相不锈钢的母材的耐蚀性的不同，采用上述的常用的腐蚀液会出现母材与焊道腐蚀不均及双相衬度对比不明显的情况。如在选取2507双相不锈钢做母材，选取er2594做焊条的实验中，经常会出现在当母材腐蚀恰好而焊道却腐蚀过浅或焊道腐蚀恰好而母材腐蚀过度的情况。对于双相不锈钢焊接接头的金相腐蚀，现有的论文或专利大多是采用电解腐蚀，如申请号为cn202110706612.2的一种在sem下观察双相不锈钢焊接接头的金相侵蚀方法，其中以高氯酸水溶液作为电解侵蚀剂，采用电解腐蚀方法对试样进行金相腐蚀；而电解腐蚀耗时长，且需要购买仪器，成本较高，效率太低。
4.对于金相腐蚀而言，除了腐蚀液的选择以外，试样的制备也尤为重要；尤其对于新手而言，无法快速高效的制作出金相试样。
5.针对上述情况，本发明提供了一种双相不锈钢金相腐蚀液及金相显示方法，可以均匀的腐蚀双相不锈钢焊接接头，同时显现出焊道组织和母材组织，比于电解腐蚀，化学浸蚀腐蚀快，成本低；而本发明提供的金相显示方法，采用水磨砂纸和金相砂纸想配合的用法仅需四粒度的砂纸便可以打磨好试样，且可以把试样打磨的光亮，之后依次选用不用粒度的研磨膏抛光，可以快速抛去划痕，获得镜面般的试样。


技术实现要素：

6.为了解决双相不锈钢焊接接头腐蚀极易不均匀、衬度对比不明显和新手无法快速制作金相试样的问题，本发明提供了一种双相不锈钢金相腐蚀液及金相显示方法。
7.一种双相不锈钢金相腐蚀液，其特征在于，金相腐蚀液中含偏重亚硫酸钠0.8～1.5g，盐酸10～20ml、高氯酸3～6ml以及水90～120ml。
8.优选的，金相腐蚀液中含偏重亚硫酸钠1～1.2g，盐酸15ml，高氯酸5ml水100ml。
9.一种双相不锈钢的金相显示方法，金相显示方法包括以下步骤：
10.(1)将水、盐酸、高氯酸和偏重亚硫酸钠依次倒入烧杯中，搅拌至偏重亚硫酸钠完全溶解，使用保鲜膜封住烧杯的杯口，静置1～3h；
11.(2)将待腐蚀试样使用砂纸打磨后，用金刚石研磨膏抛光，之后使用清水冲洗干净试样，再用酒精洗去试样表面的水迹，最后用吹风机将试样吹干；
12.(3)将经过步骤(2)处理后的试样放入经步骤(1)静置后的金相腐蚀液中浸蚀直至试样的表面变色；
13.(4)立即使用清水将经过步骤(3)处理后的试样的表面冲洗干净，再用酒精洗去试样表面的水迹，最后用吹风机将试样吹干。
14.优选的，步骤(2)中所用的砂纸依次为水磨砂纸240#、600#、2000#和干湿两用的金相砂纸800#。
15.优选的，步骤(2)中所用的金刚石研磨膏依次为5um和1um。
16.优选的，步骤(3)中金相腐蚀液置于水浴锅中加热，加热温度为30～60℃。
17.与现有技术相比，本发明的优点在于：
18.1、本发明提供的金相腐蚀液可以均匀的腐蚀出双相不锈钢的母材和焊接接头，使得两者的组织可以同时清晰的显示出来，不会出现某一个腐蚀过度或者腐蚀过浅的问题；
19.2、通过本发明获得金相不仅腐蚀的均匀，而且腐蚀出的双相组织的衬度也特别明显，便于后续的分析。
20.3、本发明提供的金相腐蚀液采用化学浸蚀的方法，不像电解腐蚀那样需要专门的设备，成本低，腐蚀快，效率高；
21.4、本发明提供的金相显示方法，利用水磨砂纸削磨能力强和干湿两用金相砂纸打磨光亮的特点，仅需四种粒度的砂纸就可以快速把试样打磨光亮，同时配合5um粒度的金刚石研磨膏可以快速去除划痕，再用1um的金刚石研磨膏，可以将试样抛光成镜面；上述的制备方法可以快速制备出合格的金相试样，大大的减少了工作量，提高了工作效率；
22.5、本发明提供的金相显示方法，由于水磨砂纸比金相砂纸耐用的特性，因此水磨砂纸可以多次重复使用，在高效的制备合格的金相试样的同时，又大大降低了对金相耗材的使用。
附图说明
23.图1为本发明腐蚀的母材与焊缝相交处的金相图；
24.图2为本发明腐蚀的焊缝金相图；
25.图3为本发明腐蚀的母材金相图。
具体实施方式
26.为使本发明实现的技术手段、创新特性、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的阐述。
27.实施例
28.选取2507双相不锈钢做母材，选取er2594做焊条，对两块双相不锈钢的板材进行焊接，之后切割取样，获得做金相腐蚀的试样。本实施例的具体操作步骤如下：
29.1、配制金相腐蚀液
30.首先量取100ml蒸馏水倒入烧杯中，然后量取15ml盐酸和5ml高氯酸依次倒入蒸馏水中，再称量1g偏重亚硫酸钠放入上述溶液中，搅拌均匀，直至偏重亚硫酸钠完全溶解，使用保鲜膜封住所述烧杯的杯口，静置2h。
31.2、金相制备
32.依次使用水磨砂纸240#、600#、2000#和干湿两用的金相砂纸800#砂纸将试样打磨光亮，然后先使用5um金刚石研磨膏快速去除试样表面的划痕，再使用1um金刚石研磨膏将试样表面抛光至镜面，之后使用清水冲洗干净，再用酒精洗去试样表面的水迹，最后用吹风机将所述试样吹干。
33.3、金相腐蚀
34.将静置后的金相腐蚀液放在水浴锅中保温40℃，然后将抛光后的试样放入的金相腐蚀液中浸蚀直至所述试样的表面变色，再浸蚀过程中需晃动试样，促使试样腐蚀均匀；然后用清水将腐蚀后的试样冲洗干净，再用酒精洗去试样表面的水迹，最后用吹风机将所述试样吹干。
35.基上所述，本发明提供的金相腐蚀液可以均匀的腐蚀出双相不锈钢的母材和焊接接头，使得两者的组织可以同时清晰的显示出来，不会出现某一个腐蚀过度或者腐蚀过浅的问题；也不像电解腐蚀那样需要专门的设备，成本低，腐蚀快，效率高；既可以高效的制备合格的金相试样，又大大降低了对金相耗材的使用。
36.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。