[發(fā)明專利]一種奧氏體不銹鋼的電解液及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210107788.0
• 申請(qǐng)日: 2022-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114486460A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪濤;江國(guó)焱;王海淪;張娟;秦錦;顏建強(qiáng);趙鑫;閆少鵬;畢明鑫;梁美嬌;劉盛波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東方電氣（廣州）重型機(jī)器有限公司
• 主分類號(hào): G01N1/32
• 分類號(hào): G01N1/32;G01N15/02;G01N21/84
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44100
• 代理人: 李小林

本發(fā)明涉及一種奧氏體不銹鋼的電解液及其應(yīng)用，涉及金相檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。該電解液由以下成分組成：質(zhì)量百分濃度為10％?40％的鉻酸和質(zhì)量百分濃度為4％?10％的十二烷基苯磺酸鈉。該電解液不含鹵素元素，適用于核級(jí)不銹鋼設(shè)備及元件，同時(shí)添加了陰離子表面活性劑，使電解液具有濕潤(rùn)吸附功能，使鉻酸能夠充分停留在待檢測(cè)面進(jìn)行腐蝕，實(shí)現(xiàn)較好的電解腐蝕效果，得到具有層次感的清晰組織形貌，既能清晰地顯示晶界，又能顯示有層次的組織形貌，可進(jìn)行晶粒度精準(zhǔn)評(píng)級(jí)和顯微組織觀察分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金相檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種奧氏體不銹鋼的電解液及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)技術(shù)是不取樣，直接在設(shè)備、元件表面進(jìn)行金相觀察或采集圖像分析的檢驗(yàn)方法，它通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)待檢測(cè)面進(jìn)行磨制、拋光、腐蝕顯示出組織后，使用現(xiàn)場(chǎng)金相顯微鏡進(jìn)行顯微組織觀察，或通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)圖像采集設(shè)備，或金相復(fù)型，觀察分析的一種檢測(cè)方法。

奧氏體不銹鋼具有良好的力學(xué)性能、化學(xué)性能、物理性能、輻照性能、工藝性能和經(jīng)濟(jì)性能等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于核電包殼材料、管道、閥門、隔板等大型結(jié)構(gòu)件。核電關(guān)鍵零部件的服役環(huán)境極其惡劣,通常是處于高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)輻照等復(fù)雜環(huán)境下。必須要保證核電關(guān)鍵零部件材料高質(zhì)量、高安全性和超長(zhǎng)服役周期的要求，所以檢驗(yàn)把關(guān)是核設(shè)備安全的保障。

現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)技術(shù)是金相檢驗(yàn)擴(kuò)展應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)以及失效分析的重要手段之一，可以說(shuō)現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)技術(shù)是設(shè)備從制造到運(yùn)行的質(zhì)量安全保障?，F(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)在于，真實(shí)清晰的腐蝕出組織形貌；所以現(xiàn)場(chǎng)使用的腐蝕劑效果直接影響檢驗(yàn)質(zhì)量。

目前，針對(duì)不銹鋼材料，GB/T6394標(biāo)準(zhǔn)中推薦采用10％草酸水溶液電解、60％硝酸水溶液電解或硫酸銅鹽酸水溶液腐蝕這三種方法。實(shí)際使用情況是：10％草酸水溶液電解這種方法不能顯示晶界且腐蝕效果難以把控；60％硝酸水溶液電解，雖顯示出晶界，但抑制了組織形貌，而且是一種具有強(qiáng)氧化性、腐蝕性的強(qiáng)酸，會(huì)揮發(fā)刺激性氣味，在使用過(guò)程中易對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的健康造成傷害，而現(xiàn)場(chǎng)無(wú)任何安全防護(hù)更不能使用；硫酸銅鹽酸水溶液這種方法腐蝕時(shí)，很難把控腐蝕時(shí)間和濃度，稍有不慎就造成試樣表面整體腐蝕，腐蝕效果差；行業(yè)內(nèi)普遍采用的三氯化鐵鹽酸水溶液浸蝕，這種方法采用了腐蝕性、揮發(fā)性、刺激性極強(qiáng)的鹽酸，另外其腐蝕效果并不理想；且硫酸銅鹽酸水溶液和三氯化鐵鹽酸水溶液含鹵素元素中的“氯”，會(huì)對(duì)不銹鋼材料造成損傷，在RCC-M標(biāo)準(zhǔn)中明確說(shuō)明核電關(guān)鍵設(shè)備禁止使用含鹵素元素的腐蝕劑進(jìn)行接觸。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種奧氏體不銹鋼的電解液，該電解液由鉻酸和十二烷基苯磺酸鈉組成，不含鹵素元素，適用于核級(jí)不銹鋼設(shè)備及元件，同時(shí)添加了陰離子表面活性劑，使電解液具有濕潤(rùn)吸附功能，使鉻酸能夠充分停留在待檢測(cè)面進(jìn)行腐蝕，實(shí)現(xiàn)較好的電解腐蝕效果，得到具有層次感的清晰組織形貌，既能清晰地顯示晶界，又能顯示有層次的組織形貌，可進(jìn)行晶粒度精準(zhǔn)評(píng)級(jí)和顯微組織觀察分析。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種奧氏體不銹鋼的電解液，由以下成分組成：質(zhì)量百分濃度為10％-40％的鉻酸和質(zhì)量百分濃度為4％-10％的十二烷基苯磺酸鈉。

本發(fā)明人在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)金相腐蝕與實(shí)驗(yàn)室的實(shí)施場(chǎng)景不同，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)金相待檢測(cè)面沒(méi)有條件浸泡在電解液中，而在實(shí)驗(yàn)室電解腐蝕，待檢測(cè)面是完全浸入腐蝕液，因此現(xiàn)場(chǎng)金相腐蝕中采用的電解腐蝕液，不僅需要有較好的腐蝕效果，不能含有鹵素，還需要能滯留在待檢測(cè)面上。而鉻酸作為一種氧化性酸，其水溶液在室溫下性質(zhì)穩(wěn)定，不易揮發(fā)，無(wú)氣味。在電解時(shí)，鉻酸作為電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的氧化劑可將不銹鋼表面金屬予以溶解，因奧氏體不銹鋼晶界上原子排列不規(guī)則，具有更高的自由能，所以晶界首先被腐蝕，同時(shí)孿晶也具有一定的能量，因此隨后孿晶也得到腐蝕，最終奧氏體不銹鋼通過(guò)鉻酸腐蝕，能夠得到清晰的晶界及組織形貌。同時(shí)，加入十二烷基苯磺酸鈉，能使電解腐蝕液具有濕潤(rùn)吸附的功能，同時(shí)還有去污功能，使鉻酸能夠充分停留在待檢測(cè)面，最終使奧氏體不銹鋼電解腐蝕后，得到具有層次感的清晰組織形貌，既能清晰地顯示晶界，又能顯示有層次的組織形貌，可進(jìn)行晶粒度精準(zhǔn)評(píng)級(jí)和顯微組織觀察分析。