[發明專利]一種受熱面管內壁脆硬氧化層金相試樣制作方法

有效

• 申請號: 201410037381.0
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103759999A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 劉爽;趙永寧;李新庚;岳增武;張都清;鄧化凌
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/32;G01N1/34
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

技術領域

本發明涉及一種受熱面管內壁脆硬氧化層金相試樣制作方法。

背景技術

電站鍋爐受熱面管用高強度耐熱無縫鋼管制作而成，在鍋爐內高溫高壓的條件下運行。運行中管內的介質為水蒸氣，溫度在540℃以上，受熱面內壁表面在高溫汽水環境下會發生氧化，形成一層氧化層。此氧化層主要成分為Fe₂O₃和Fe₃O₄，較為脆硬，隨受熱面管運行時間的增長，氧化層的厚度會逐漸增厚，并且氧化層的熱膨脹系數與受熱面管相差較大，與基體的結合力會隨著鍋爐的啟停而逐漸降低，使氧化層很容易脫落。

金相試樣的制作是進行金相組織觀察前的重要步驟，制作過程通常包括試樣取樣、水砂紙磨光、拋光（機械拋光、電解拋光或化學拋光）、化學侵蝕、清洗、吹干等主要實驗步驟。但對于需要對受熱面管內壁脆硬氧化層觀察的金相試樣的制作，如果采用常規的金相制作方法，往往會因為內壁氧化層較為脆硬，與管壁結合力較弱，磨制的過程中會出現大量脫落的情況，氧化層的脫落會使無法清晰的觀察到內壁氧化層的形貌，又會劃傷或者污染受熱面管基體表面，導致金相試樣制作失敗，如圖4-5所示。

發明內容

為解決現有技術存在的不足，本發明公開了一種受熱面管內壁脆硬氧化層金相試樣制作方法，該方法能夠保證脆硬氧化層在金相試樣制作過程中保持完整、連續，與基體牢固結合，得到制作質量良好的金相試樣。

為實現上述目的，本發明的具體方案如下：

一種受熱面管內壁脆硬氧化層金相試樣制作方法，包括以下步驟：

步驟一：試樣鑲嵌，將待檢試樣切成小塊，然后對切割好的試樣進行鑲嵌，鑲嵌過程要保證鑲嵌料充分壓實，并控制好加熱溫度和加熱時間；加熱溫度和加熱時間是指鑲嵌料融化需要的溫度和時間，不同類型的鑲嵌料加熱溫度和加熱時間是不同的，但鑲嵌的效果都是一樣。

步驟二：粗磨，將鑲嵌好的試樣先用#120水砂紙進行粗磨磨光，再用#280水砂紙進行粗磨磨光；

步驟三：粗磨完成后再進行細磨，先用涂有洗潔精的#400水砂紙細磨，再用#600水砂紙細磨；

步驟四：細磨完成后再進行精磨，先用#400金相砂紙對試樣磨面進行精磨，再用#600金相砂紙對試樣磨面進行精磨；

步驟五：將磨制好的試樣用顆粒為1μm的金剛石拋光液在電動拋光盤上拋光；

步驟六：化學侵蝕，對試樣磨面進行侵蝕，觀察到試樣磨面變灰后停止侵蝕，用酒精對試樣磨面進行清洗；

步驟七：吹干，將試樣磨面殘余的酒精吹干，吹干過程要使試樣和吹風呈一定的角度，保證試樣表面不會形成酒精漬；

步驟八：金相觀察，將吹干后的試樣放在金相顯微鏡上觀察。

所述步驟二中，在磨制過程中，水砂紙要放在厚度大于5mm的玻璃板上，將試樣磨面輕壓在砂紙上，保證磨面與砂紙完全接觸，均勻用力向前推行，直到試樣磨面上僅留有一個方向的均勻磨痕為止；更換不同型號的砂紙要改變磨制的方向，保證兩次磨制方向相互垂直。

所述步驟三中，先將洗潔精均勻涂抹到#400水砂紙表面，涂抹后將水砂紙放在玻璃板上開始磨制，直到試樣磨面上僅留有一個方向的均勻磨痕為止，再將洗潔精均勻涂抹到#600水砂紙表面，重復磨制過程，磨制完成后，對磨面進行清洗，除去殘留的洗潔精，并立即吹干。

所述步驟五中，將磨制好的試樣利用電動拋光機進行機械拋光，將呢絨材質的拋光布緊緊固定在拋光盤上，用清水將拋光布潤濕，在拋光布表面均勻噴灑粒度為1μm的金剛石拋光液，選用中低轉速的檔位，將試樣磨面輕壓在拋光布表面，用力要均勻，保證整個磨面與拋光布全部接觸，同時，將試樣逆著拋光盤轉動方向移動，減輕拋光布和拋光顆粒對局部脆硬氧化層的破壞作用。

其中，用涂有洗潔精的#400水砂紙和#600水砂紙細磨步驟中，將洗潔精按比例均勻涂抹在砂紙表面，其作用是利用洗潔精中作為表面活性劑的成分，將磨制過程中產生的硬質顆粒從試樣表面去除，這樣就會大大減少硬質顆粒對脆硬氧化層的破壞，保證其完整。