一种高温氧化显示因瓦合金晶粒组织的方法技术

一种高温氧化显示因瓦合金晶粒组织的方法，属于金相组织分析领域，所述因瓦合金为二元合金，Ni含量重量百分比为36%，其余为Fe；所述高温氧化条件为：氧化性气氛、温度为600~1000℃。将加工好的试样放入高温氧化气氛中保温一定时间，取出试样剥离表面氧化皮，在砂纸上轻磨一下，即可观察到清晰的晶粒组织。该方法克服了传统化学腐蚀法腐蚀时间不易控制，腐蚀剂有毒、危险以及不适合大块试样腐蚀等缺点。本方法具有操作简单、显示效果好和时间易于控制等优点，可清晰显示因瓦合金的晶粒组织。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金相组织分析领域，具体涉及一种高温氧化显示因瓦合金晶粒组织的方法。
技术介绍
Fe-36Ni因瓦合金是一种特殊合金，因其膨胀系数极小，也称之为低膨胀合金。由于含有Ni含量为36%，合金耐腐蚀较好，一般的化学腐蚀剂难于快速、清晰的显示其晶粒组织。金属材料晶粒组织的传统显示方法为化学腐蚀法，因瓦合金腐蚀剂常采用一些腐蚀性较强的酸类。专利CN105486567A公布了一种显示膨胀合金宏观低倍组织的化学侵蚀剂及其侵蚀方法，该侵蚀剂的化学成分及配比为：苦味酸3~4g，无水酒精90~100ml，盐酸2~3ml，十二烷基苯磺酸钠2g（表面活性剂）。该侵蚀剂的侵蚀方法：将配置好的侵蚀剂加热至沸腾状态，然后将磨制好的试样光面朝下，悬置放于沸腾的侵蚀液中，侵蚀时间为3~5min；侵蚀结束后用酒精清洗侵蚀表面，再进行清水冲洗后即显示宏观低倍组织。在此专利中还介绍其他几种显示因瓦合金晶粒组织的方法，均无一例外采用强酸配制腐蚀。例如：采用10gCuSO4+50mlHCl+50mlH2O溶液对试样进行擦拭；采用体积比HCl:HNO3=3:1的王水溶液对试样进行擦拭；采用体积比HCl:H2O=1:1的水溶液在70~80℃热蚀试样。以上几种传统化学腐蚀法均采用有机或无机的强酸，如苦味酸、HCl或HNO3，这些强酸配置而成腐蚀剂有毒、腐蚀性强，且有时还需要进行加热，进一步加大了对人身的危害性。强酸的腐蚀性较强，腐蚀的时间不宜掌握，腐蚀后在试样表面产生一层附着物，不宜清洗，影响组织观察的效果。化学腐蚀法由于配置溶液的体积限制，不太适合腐蚀较大块体的试样。综上所述，现有因瓦合金传统化学腐蚀法存在以上问题，从而需要开发一种新的、简单、清晰显示因瓦合金的晶粒组织的方法。
技术实现思路
针对传统化学腐蚀法存在的问题，本专利技术提供一种高温氧化显示因瓦合金晶粒组织的方法，目的是利用该方法简单、清晰显示因瓦合金的晶粒组织。本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：一种高温氧化显示因瓦合金晶粒组织的方法，其特征是高温氧化条件为氧化性气氛且温度为600~1000℃。所述氧化性气氛包括下述任意一种气氛：（1）纯O2；（2）纯CO2；（3）O2与N2混合气体；O2按体积百分比含量计，0＜VO2＜100%。（4）CO2与N2的混合气体；CO2按体积百分比含量计，50＜VCO2＜100%。（5）O2与Ar的混合气体；O2按体积百分比含量计，0＜VO2＜100%。（6）CO2与Ar的混合气体；CO2按体积百分比含量计，50＜VCO2＜100%。（7）O2+CO2+N2的混合气体；O2和CO2按体积含量计，体积百分比0＜VO2+CO2＜100%，且0＜VO2，0＜VCO2。（8）O2+CO2+Ar的混合气体；体积百分比0＜VO2+CO2＜100%，且0＜VO2，0＜VCO2氧化气氛中一定要存在含O的气体，晶界是O传递的优先通道，因瓦合金是Fe-Ni合金，由于Ni和Fe与O亲和力的差异，在加热时晶界上的Fe优先被氧化，导致晶界出现。加热温度选择600~1000℃，温度太低，氧化腐蚀时间过长，晶界显示不清楚；温度太高，加热升温困难，危险性加大。一种高温氧化显示因瓦合金晶粒组织的方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）试样制备：在铸锭上截取试样，通过水砂纸磨制后，用酒精冲洗试样表面，吹风机吹干。（2）将密闭的加热炉升温至预设温度，通入氧化性气氛，将已制备好试样放入600~1000℃氧化性气氛中，保温时间的长短取决于氧化温度的高低和氧化性气氛的强弱，一般保温30~60min，保温一定时间后取出，剥离试样表面氧化皮，在砂纸上轻磨一下，即可观察到清晰的晶粒组织。与现有传统化学腐蚀法相比，本方法具有以下技术效果：1、试样表面无需进行抛光，降低了对表面光洁度的要求，简化了制备程序。2、保温时间范围宽泛，易于控制氧化的程度。3、方便对大块体的试样进行高温氧化来显示其晶粒组织。4、晶粒组织显示清晰，可肉眼直接观察晶粒尺寸的大小。附图说明图1为本专利技术实施例1因瓦合金铸坯在空气中700℃下氧化30min的试样表面的晶粒组织形貌。图2为本专利技术实施例1因瓦合金铸坯在空气中700℃下氧化30min的试样纵截面的晶粒组织形貌。图3为本专利技术实施例2因瓦合金铸坯在5%O2+95%N2气氛中1000℃下氧化60min的试样纵截面组织形貌。具体实施方式以下结合具体实施例详述本专利技术，但本专利技术并不局限于下述实施例。实施例1在铸坯边部切取20mm×20mm×30mm大小的试样，将试样表面依次在150#、400#、600#、1000#、1500#、2000#水砂纸上研磨，用酒精冲洗试样表面，吹风机吹干。将马弗炉通电加热升温至700℃，炉内为空气，将已制备好的试样放入马弗炉保温30min，之后取出试样在空气中自然冷却。剥落试样表面氧化铁皮，将试样表面在水砂纸上轻轻磨制一下，肉眼即可见因瓦合金晶粒组织形貌。实施例2在铸坯边部切取20mm×20mm×30mm大小的试样，将试样表面依次在150#、400#、600#、1000#、1500#、2000#水砂纸上研磨，用酒精冲洗试样表面，吹风机吹干。将马弗炉通电加热升温至1000℃，炉内充入体积百分比是5%O2+95%N2的混合气氛，将已制备好的试样放入马弗炉保温60min，之后取出试样在体积百分比是5%O2+95%N2的混合气氛中自然冷却。剥落试样表面氧化铁皮，将试样表面在水砂纸上轻轻磨制一下，肉眼即可见因瓦合金晶粒组织形貌。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温氧化显示因瓦合金晶粒组织的方法，其特征在于，所述因瓦合金为二元合金，Ni含量重量百分比为36%，其余为Fe；所述高温氧化条件为：氧化性气氛且温度为600~1000℃。

【技术特征摘要】
1.一种高温氧化显示因瓦合金晶粒组织的方法，其特征在于，所述因瓦合金为二元合金，Ni含量重量百分比为36%，其余为Fe；所述高温氧化条件为：氧化性气氛且温度为600~1000℃。2.如权利要求1所述的一种高温氧化显示因瓦合金晶粒组织的方法，其特征在于所述氧化性气氛包括下述任意一种气氛：（1）纯O2；（2）纯CO2；（3）O2与N2混合气体；（4）CO2与N2的混合气体；（5）O2与Ar的混合气体；（6）CO2与Ar的混合气体；（7）O2+CO2+N2的混合气体；（8）O2+CO2+Ar的混合气体。3.如权利要求2所述的一种高温氧化显示因瓦合金晶粒组织的方法，其特征在于O2与N2混合气体中，O2按体积百分比含量计，0＜VO2＜100%。4.如权利要求2所述的一种高温氧化显示因瓦合金晶粒组织的方法，其特征在于CO2与N2混合气体中，CO2按体积百分比含量计，50＜VCO2＜100%。5.如权利要求2所述的一种高温氧化显示因瓦合金晶粒组织的方法，其特征在于O2与Ar混合气体中，O2按体积百分比含量计，0＜VO2＜1...

【专利技术属性】
技术研发人员：于彦冲，张少华，李豪，任祥，王社斌，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14