[發明專利]一種用于奧氏體不銹鋼的金相腐蝕液及其制備腐蝕方法

有效

• 申請號: 201810187827.6
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108396321B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 夏佃秀;溫道勝;王守仁;張曉東;楊麗穎;杜恒科;楊學鋒;王硯軍;王俊海;顏新宇
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C23F1/28
• 分類號: C23F1/28
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭平

本發明提供一種新型耐高溫抗疲勞304奧氏體不銹鋼用金相腐蝕液，其特征在于，由如下體積份數的原料組成，氫氟酸7％～9％，濃硝酸12％～16％、硼酸1～2％，余為蒸餾水；其中，氫氟酸的質量濃度為40％，硝酸的質量濃度為60％～65％，硼酸的質量濃度為1～3％。該腐蝕液配制簡單、腐蝕方法操作方便、污染小、穩定性和重現性好，并能夠快速、均勻、清晰顯示金相組織。步驟簡單、操作方便、實用性強。

技術領域

本發明屬于奧氏體不銹鋼金相腐蝕領域，特別一種用于成分中含鉬、銅、鈮、鈷的奧氏體不銹鋼的金相腐蝕液及其制備腐蝕方法。

背景技術

不銹鋼中按其金相組織分三大類：奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼。其中奧氏體不銹鋼占比最大，產量占不銹鋼產量的70％，應用極其廣泛。在奧氏體不銹鋼的研究和應用中，經常要對其組織類型進行分析，并根據組織分析結果及時調整其成分、加工及熱處理工藝。但在其金相試樣腐蝕方面，很多人覺得要獲得顯示清晰的金相組織太難。其主要原因是奧氏體不銹鋼的晶界不易被侵蝕。因為奧氏體不銹鋼的組織類型是奧氏體，因其添加了鉻和鎳等合金元素，耐蝕性非常好，因此其金相組織的腐蝕不同于普通的碳鋼，需要配制特別的腐蝕劑，采用特殊的腐蝕方法。另外，因為奧氏體基體呈白色，所以侵蝕后的試樣看上去像是臟兮兮的，很難將試面弄得很清潔，腐蝕方法使用不當，就會得不到清晰的金相組織。近年來，由于奧氏體不銹鋼的良好特性，人們通過在304不銹鋼的基礎成分上，添加鉬、銅、鈮、鈷等元素，開發了很多新型的奧氏體不銹鋼材料。而添加的這些元素使得奧氏體不銹鋼的耐腐蝕、耐疲勞性能尤其是耐高溫腐蝕性能更為優異。這就導致了其金相組織更加難于腐蝕清晰。

奧氏體不銹鋼的腐蝕方法一般是：首先配置腐蝕劑，然后對被檢試樣進行腐蝕，隨后用清水沖洗干凈，并用干燥的空氣進行吹干即可。

關于奧氏體不銹鋼腐蝕劑的資料很多，但常用的腐蝕劑不過3種，有5g FeCl₃+5mlHCl+50ml水溶液(中國專利CN105603429A)、或20ml HCl+20ml水+5g硫酸銅、或王水(濃鹽酸與濃硝酸的體積比3:1)等，但在侵蝕效果上均存在弊端。雖然FeCl₃+HCl水溶液使用最為普遍，但操作起來難度極大，因為該侵蝕劑侵蝕速度過快，難以掌握侵蝕程度，易導致侵蝕的晶界過淺，同時侵蝕后的試面易變臟，或者晶內被氧化變深而失去奧氏體自身的白色，侵蝕成功率很低。HCl+硫酸銅+水溶液的腐蝕液腐蝕問題主要是侵蝕的晶界過淺，不能真實地顯現全部晶界。目前多數奧氏體不銹鋼樣品金相組織采用王水進行腐蝕。但是王水腐蝕奧氏體不銹鋼的效果取決于該合金的加工狀態，對鑄態和退火態的產品腐蝕效果好，而對冷加工態的腐蝕效果不理想，晶界不很明顯。并且腐蝕過程對操作人員的操作過程要求極高，腐蝕時間短，晶界不明顯，腐蝕時間略長，晶界變粗模糊；而且王水腐蝕液配制后必須在24小時后才能使用，腐蝕液的穩定性較差，不能長期存放，時間一長，腐蝕液就失效了。

還有一些其它的關于奧氏體不銹鋼的侵蝕劑，有文獻提供了配方為10～40mlHNO₃+3～10ml 48％HF+25～50ml H₂O的侵蝕劑，使用溫度為70～80℃(160～180℉)，試樣浸沒于侵蝕劑中，直到獲得期望的腐蝕程度，但是該侵蝕劑需在通風廚中加熱操作，很具危險性，且侵蝕效果也不得而知。

奧氏體不銹鋼的金相腐蝕需要摸索，因為奧氏體晶界不易被侵蝕出來或者總是侵蝕不到位，很難得到清晰的奧氏體晶界。因此，奧氏體不銹鋼的金相腐蝕難題一直困擾著人們。而新開發出來的添加了鉬、銅、鈮、鈷的具有更優異的耐腐蝕性能的奧氏體不銹鋼，迫切需要一種適合新型奧氏體不銹鋼的、適應性強且操作簡便安全、腐蝕終點判定簡單、侵蝕效果好的腐蝕液及腐蝕方法。

發明內容

為了克服上述不足，本發明提供一種組織顯示效果好、適用于新型奧氏體不銹鋼的金相腐蝕劑液及其腐蝕方法，并且腐蝕液配制簡單、腐蝕方法操作方便、污染小、穩定性和重現性好，并能夠快速、均勻、清晰顯示金相組織。