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不锈钢及镍基合金由于具有优良的耐蚀性,其浸蚀过程通常较磨光和抛光更困难,使用常用的化学腐蚀剂浸蚀,难以显示出清晰的显微组织,并且稳定性较差,不利于不锈钢及镍基合金产品金相组织的观察。另外,不同的不锈钢及镍基合金成分、组织有差别,选用的腐蚀剂亦有差别。因此,如何正确选择合适的腐蚀剂,对于能否快速、准确地显示各相组织,满足分析检测的需要具有重要一下。下面就带你了解常用不锈钢及镍基合金化学腐蚀剂的成分配方。

一、浸蚀剂原理

通常不锈钢金相组织常用的显示方法有化学浸蚀法和电解浸蚀法,但最常用的是化学浸蚀。它是将抛光好的试样磨面浸入化学试剂中或用化学试剂擦拭试样磨面,使之显示出显微组织的一种方法。可以理解为一个电化学反应过程,是借试样各组织组成物间物理化学性质的差别,使其表面产生选择性浸蚀的方法,此时试样表面的微观起伏与其内部组织相对应,从而显示出组织特征。

二、选取原则

能清晰显示组织、无毒、挥发性小、易保存。

三、金相腐蚀剂选择

序号

腐蚀剂成分

注释

不锈钢

1

苦味酸盐酸酒精溶液(1g苦味酸+5ml盐酸 +100ml酒精)

Vilella腐蚀剂,特别适用于铁素体不锈钢和工具钢中的马氏体不锈钢。比用三氯化铁盐酸水溶液(5gFeCl3+20ml盐酸+100ml水)效果好,能避免使用FeCl3浸蚀时试样面常常出现很多黑点的现象。用于腐蚀奥氏体不锈钢需较长时间。

2

苦味酸盐酸溶液(20g苦味酸+100ml盐酸)

常见的奥氏体不锈钢主要有300系列Cr-Ni奥氏体不锈钢和200系列Cr-Mn-N奥氏体不锈钢。

3

4gCuSO4+20ml盐酸+20ml水

主要用于奥氏体不锈钢钢,在室温下腐蚀10s,能腐蚀ε相

4

45ml盐酸+15ml硝酸+20ml甲醇

甲醇王水液,显示奥氏体钢晶粒结构,铁素体和ε相轮廓。

5

15ml盐酸+5ml硝酸+100ml水

稀释王水,用于奥氏体钢均匀腐蚀奥氏体,显现碳化物、ε相和铁素体轮廓,有时也能侵蚀铁素体。

6

10%NaOH溶液进行电解腐蚀

能很好地显示奥氏体不锈钢种δ铁素体相。

7

50gNaOH+100ml水电解腐蚀

2V直流电5~10s,奥氏体钢中ε相。

8

20g苦味酸+100ml盐酸溶液

浸蚀,显示奥氏体晶界和双相合金中的δ铁素体。

9

10gKOH或NaOH+10gK3Fe(CN)6+100ml水溶液

Murakami腐蚀剂。在室温腐蚀60s显现碳化物;腐蚀3min能淡出ε相,在80~100℃煮60min碳化物变暗,ε相可能被染蓝,铁素体变黄和黄褐,奥氏体不受侵蚀,使用时要加盖。

10

30gKOH+30gK3Fe(CN)6+100ml水溶液

Murakami腐蚀剂变种。在95℃腐蚀5s,ε相变微红褐,铁素体暗灰,奥氏体不受侵蚀,碳化物变黑,用时加盖。

11

1.5gCuCl2+33ml盐酸+33ml水溶液

1号Kalling腐蚀剂用于马氏体不锈钢,在室温下使用,马氏体呈暗灰色,铁素体被染色,奥氏体不被腐蚀。

12

5gCuCl2+100ml盐酸+100ml酒精溶液

2号Kalling腐蚀剂,在室温下使用,铁素体很快被侵蚀,奥氏体轻微侵蚀,碳化物不被侵蚀。

13

5gCuCl2+40ml盐酸+30ml水+100ml酒精溶液

Fry腐蚀剂,用于马氏体和沉淀硬化型不锈钢,在室温下使用。

14

1gCuCl2+50ml盐酸+25ml硝酸+150ml水溶液

改进的Fry腐蚀剂,用于含18%镍的马氏体时效钢,马氏体和沉淀硬化不锈钢。

15

1份硝酸+2份甘油+3份盐酸

Glyceregia腐蚀剂。适用于奥氏体不锈钢,显示晶粒结构,σ相和碳化物的轮廓。现用现配,不能储存。擦拭试样即可。

16

2滴甘油+5ml硝酸+10ml醋酸+15ml盐酸

草酸甘油,适用于高合金不锈钢。现用现配,不能储存。

17

4gKMnO4+4gNaOH+100ml水

格罗斯贝克腐蚀剂,在60~90℃腐蚀10min,碳化物变暗,ε相变灰,铁素体和奥氏体未受影响。

18

30gKMnO4+30gNaOH+100ml水

格罗斯贝克腐蚀剂变种。在90~100℃腐蚀20s到10min,使双相合金的铁素体变暗,奥氏体不受影响。

19

10g草酸+100ml水

6 V 直流电,用于不锈钢电解腐蚀。15-30s显示碳化物,45-60s显示晶界,6s后显示σ相轮廓.也可以用1-3 V,溶解碳化物,σ相被强腐蚀,奥氏体被中等腐蚀,铁素体不被腐蚀。

20

20gNaOH+100ml水

用于马氏体,沉淀硬化成双相不锈钢中铁素体的着色。3~5V直流电, 20℃,5s,不锈钢为阴极,显示铁素体轮廓和着色棕褐色。

21

60ml硝酸+40ml水

电解腐蚀显示奥氏体不锈钢(304,316等),但不显示孪晶晶界。铂阴极,1.4V直流电,2min

镍基合金

1

5gFeCl3+2ml盐酸+99ml酒精溶液

Carapella腐蚀剂适用于Ni和Ni-Cu (Monel)合金,浸蚀或擦拭。

2

2gCuCl2+40ml盐酸+40~80ml酒精

2号Kalling腐蚀剂(“无水” Kalling)适用Ni-Cu合金和超级合金。浸蚀或擦拭至多几分钟。.

3

10gCuSO4+50ml盐酸+50ml水

Marble腐蚀剂,适用于Ni、Ni-Cu、Ni-Fe合金和超级合金,浸蚀或擦拭5~60s。显示超级合金的晶粒结构。.

4

10ml甘油+5ml硝酸+15ml盐酸

Glyceregia腐蚀剂,适用于Ni-Cr合金和超级合金。浸蚀或擦拭5~60s。现用现配,不能储存,在通风柜使用。

5

60ml甘油+10ml硝酸+50ml盐酸

改进的Glyceregia腐蚀剂。适用于超级合金,显示沉淀相。通风柜下使用,不能储存。配制中最后加HNO3如果颜色呈黑黄就报废。浸蚀或擦拭10~60s。

有了上面这张表,你是否对不锈钢及镍基合金金相腐蚀剂有了一个更全面的了解呢?这也为以后在日常的工作中根据材料特点及试验要求,准确的选取合适的腐蚀剂提供一个参考。

图1 奥氏体不锈钢组织 图2 双相不锈钢组织


图3 铁素体不锈钢组织

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