一种腐蚀液及其制备方法和一种显示含镁低碳微合金高强钢原始奥氏体晶界的方法技术

本发明专利技术属于金属腐蚀技术领域，具体涉及一种腐蚀液及其制备方法和一种显示含镁低碳微合金高强钢原始奥氏体晶界的方法。本发明专利技术提供的腐蚀液，以质量份计，包括4～6份苦味酸、0.5～1.2份表面活性剂、0.2～0.6份催化剂、8～12份乙醇和100份水。实施例结果表明，本发明专利技术提供的腐蚀液腐蚀含镁低碳微合金高强钢后，可以观察到清晰明显的原始奥氏体晶界，并可测量其晶粒度，为研究分析该钢种晶粒细化，改善提高钢种的韧性带来了极大便利。

【技术实现步骤摘要】
一种腐蚀液及其制备方法和一种显示含镁低碳微合金高强钢原始奥氏体晶界的方法
本专利技术属于金属腐蚀
，具体涉及一种腐蚀液及其制备方法和一种显示含镁低碳微合金高强钢原始奥氏体晶界的方法。
技术介绍
钢的奥氏体实际晶粒度(表示晶粒大小的一种尺度)对钢材性能影响很大，粗大奥氏体晶粒冷却后获得粗大转变产物，降低钢的力学性能，如强度、韧性和抗疲劳性能。清晰显现和准确测量奥氏体晶粒度对判断金属材料的力学性能、机械性能和工艺性能有直接影响，因此，晶粒度测定广泛应用于金属材料的开发和金属产品质量的检测判定。晶粒度测定过程中通常用腐蚀液对钢材进行处理，使奥氏体晶界清晰显现。现有腐蚀液可以清楚显示低碳合金钢的奥氏体晶界，如专利号为CN101349621公开的腐蚀液利用CrO3、氢氧化钠、苦味酸、环氧乙烷和蒸馏水配制而成，就能够清楚显现低碳合金钢奥氏体晶粒。但若低碳合金钢中含有镁元素，则镁元素会使钢中夹杂物大幅细化，在钉扎晶粒和诱发晶内铁素体双重作用下，奥氏体组织进一步细化，先共析铁素体析出行为受到抑制，因此，传统的腐蚀液很难腐蚀出含镁低碳微合金高强钢的原始奥氏体晶界。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种腐蚀液及其制备方法和一种显示含镁低碳微合金高强钢原始奥氏体晶界的方法，本专利技术提供的腐蚀液能够使含镁低碳微合金高强钢的原始奥氏体晶界得到清楚显示。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种腐蚀液，以质量份计，包括4～6份苦味酸、0.3～1.5份表面活性剂、0.2～0.5份催化剂、6～10份乙醇和100份水。优选的，所述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、合成洗发剂和合成洗发膏中的一种或几种。优选的，所述催化剂包括盐酸、过氧化氢和氢氟酸中的一种或几种。本专利技术另提供了上述技术方案所述腐蚀液的制备方法，包括如下步骤：将苦味酸与部分质量的水混合，得到固液混合物；将所述固液混合物加热至沸腾状态，保持沸腾状态3～5min，得到热饱和苦味酸溶液；将所述热饱和苦味酸溶液降温至60～90℃，过滤得到苦味酸过饱和溶液；将所述苦味酸过饱和溶液与表面活性剂溶液混合后再与催化剂混合，得到腐蚀液；所述表面活性剂溶液包括表面活性剂、乙醇和剩余水。本专利技术另提供了利用上述技术方案所述腐蚀液或上述技术方案所述制备方法制备得到的腐蚀液，显示含镁低碳微合金高强钢原始奥氏体晶界的方法，包括以下步骤：(1)将含镁低碳微合金高强钢试样浸没在腐蚀液中，腐蚀25～30s，得到腐蚀试样；所述腐蚀液为上述技术方案所述腐蚀液或上述技术方案所述制备方法制备得到的腐蚀液；所述腐蚀液的温度为60～90℃；(2)将所述步骤(1)得到的腐蚀试样依次进行洗涤和干燥。优选的，所述步骤(1)含镁低碳微合金高强钢中碳质量含量≤0.15％，含镁低碳微合金高强钢中微合金元素的质量分数总和≤0.1％；所述微合金元素包括Mg，以及Ti、Nb、V、Mo和Mn中的一种或多种。优选的，所述步骤(1)的含镁低碳微合金高强钢试样的制备方法包括对含镁低碳微合金高强钢原料依次进行切割、镶样、磨抛、清洗和干燥。优选的，所述磨抛包括依次进行的打磨和抛光。优选的，所述打磨包括依次进行的粗磨和细磨，所述粗磨用砂纸的粒度为400～600目，所述细磨用砂纸的粒度为1000～1200目；所述粗磨和细磨的时间独立地为280～350s。优选的，所述抛光包括依次进行的第I道抛光、第II道抛光和第III道抛光；所述第I道抛光用抛光布和抛光剂的粒度独立地为0.3～0.7μm；所述第II道抛光用抛光布和抛光剂的粒度独立地为0.1～0.2μm；所述第III道抛光用抛光布和抛光剂的粒度独立地为0.03～0.05μm。本专利技术提供的腐蚀液，以质量份计，包括4～6份苦味酸、0.5～1.2份表面活性剂、0.2～0.6份催化剂、8～12份乙醇和100份水。在本专利技术中，苦味酸在表面活性剂和催化剂配合作用下，使含镁低碳微合金高强钢的原始奥氏体晶界清晰显现。实施例结果表明，本专利技术提供的腐蚀液腐蚀含镁低碳微合金高强钢后，可以观察到清晰明显的原始奥氏体晶界，并可测量其晶粒度，为研究分析该钢种晶粒细化，提高钢种的韧性带来了极大便利。附图说明图1为实施例1所得奥氏体晶粒200×金相图片；图2为实施例2所得奥氏体晶粒200×金相图片；图3为实施例3所得奥氏体晶粒200×金相图片；图4为实施例4所得奥氏体晶粒200×金相图片。具体实施方式本专利技术提供了一种腐蚀液，以质量份计，包括4～6份苦味酸、0.5～1.2份表面活性剂、0.2～0.6份催化剂、8～12份乙醇和100份水。以质量份计，本专利技术所述腐蚀液包括100份水，所述水优选包括自来水、去离子水或蒸馏水，进一步优选为自来水。本专利技术对所述水的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。以所述100质量份的水为基准，本专利技术所述腐蚀液包括4～6份苦味酸，优选为4.5～5.5份。本专利技术利用苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚)使腐蚀液具有强氧化性，为金属在腐蚀液中发生电化学腐蚀提供基础。本专利技术对所述苦味酸的来源没有任何要求，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本专利技术中，所述电化学腐蚀的机理为：金属材料由于结构上的特点及化学成分不均匀性，使金属存在电极电位不同的微区域，在金属与腐蚀液界面上产生微电池组；金属上电极电位较负的区域为阳极，易被氧化失去电子而形成正离子进入腐蚀液中；电极电位较正的区域为阴极，腐蚀液中存在的水化氢离子在阴极处放电，耗费金属氧化时遗留的电子，于是在阳极区金属不断受到腐蚀，从而腐蚀出组织晶界。以所述100质量份的水为基准，本专利技术所述腐蚀液包括0.3～1.5份表面活性剂，优选为0.5～1.0份。在本专利技术中，所述表面活性剂优选包括十二烷基苯磺酸钠、合成洗发膏和合成洗发剂中的一种或几种，进一步优选为十二烷基苯磺酸钠。在本专利技术中，所述合成洗发膏优选为海鸥牌洗发膏，进一步优选为商品号为6901294563032的海鸥洗发膏；所述合成洗涤剂优选为金鱼牌洗涤剂，进一步优选为商品号为6901463980073的金鱼牌洗涤剂。所述表面活性剂为几种组分的混合物时，本专利技术对所述混合物中各组分的质量比没有特殊要求。本专利技术对所述表面活性剂的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员的市售产品即可。在本专利技术中，所述表面活性剂能够降低腐蚀液的表面张力，增加腐蚀液的润滑性能，加速对含镁低碳微合金晶界的溶解，改善晶界显示效果；此外，表面活性剂还具有缓蚀作用，抑制含镁低碳微合金基体的显现，使腐蚀液对晶界具有强烈的选择性腐蚀，从而显示奥氏体晶粒度。以所述100质量份的水为基准，本专利技术所述腐蚀液包括0.2～0.5份催化剂，优选为0.35～0.45份。本专利技术利用催化剂促进腐蚀液与待腐蚀样品之间的腐蚀反应，加快腐蚀进程。在本专利技术中，所述催化剂优选包括盐酸、氢氟酸和过氧化氢中的一种或几种，进一步优选为盐酸。所述催化剂为几种组分的混合物时，本专利技术对所述混合物中各组分的质量比没有特殊要求。在本专利技术中，所述盐酸的质量浓度优选为30～38％，进一步优选为35～37％；所述氢氟酸的质量浓度优选为70～85％，进一步优选为78～80％；所述过氧化氢优选为过氧化氢溶液，所述过氧化氢溶液的质量浓度优选为25～30％，进一步优选为28～30％。本专利技术对所述催化剂的具体来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种腐蚀液，以质量份计，包括4～6份苦味酸、0.3～1.5份表面活性剂、0.2～0.5份催化剂、6～10份乙醇和100份水。

【技术特征摘要】
1.一种腐蚀液，以质量份计，包括4～6份苦味酸、0.3～1.5份表面活性剂、0.2～0.5份催化剂、6～10份乙醇和100份水。2.如权利要求1所述的腐蚀液，其特征在于，所述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、合成洗发剂和合成洗发膏中的一种或几种。3.如权利要求1所述的腐蚀液，其特征在于，所述催化剂包括盐酸、过氧化氢和氢氟酸中的一种或几种。4.权利要求1～3任一项所述腐蚀液的制备方法，包括如下步骤：将苦味酸与部分质量的水混合，得到固液混合物；将所述固液混合物加热至沸腾状态，保持沸腾状态3～5min，得到热饱和苦味酸溶液；将所述热饱和苦味酸溶液降温至60～90℃，过滤得到苦味酸过饱和溶液；将所述苦味酸过饱和溶液与表面活性剂溶液混合后再与催化剂混合，得到腐蚀液；所述表面活性剂溶液包括表面活性剂、乙醇和剩余水。5.一种显示含镁低碳微合金高强钢原始奥氏体晶界的方法，包括以下步骤：(1)将含镁低碳微合金高强钢试样浸没在腐蚀液中，腐蚀25～30s，得到腐蚀试样；所述腐蚀液为权利要求1～3任一项所述腐蚀液或者权利要求4所述制备方法制备得到的腐蚀液；所述腐蚀液的温度为60～90℃；(2)将所述步骤(1)得到的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立根，刘云松，朱立光，雷鸣，田博，刘增勋，韩毅华，王博，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：河北,13