【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金相制备，具体涉及一种合金钢侵蚀剂及其制备方法和使用方法。
技术介绍
1、ti微合金钢继nb微合金化后，成为又一广泛应用于汽车大梁等高强结构件的钢种，奥氏体晶粒尺寸和均匀程度对其力学性能有着重要的影响，细小而均匀的晶粒提供了更多的晶界，可以同时提高钢材的强度、塑韧性和抗裂纹扩展能力。因此能够准确而便捷地显示奥氏体的形貌具有重要意义，如果能在此基础上同时显示奥氏体晶内马氏体相的形貌将会对钢材的强化机制的研究带来巨大便利。奥氏体晶粒能否被清晰地显现主要受样品的化学成分、热处理状态、侵蚀剂、侵蚀方法、侵蚀时间等多种因素的影响。目前，显示奥氏体晶界的主要方法有氧化法、网状铁素体法、网状珠光体法和晶界腐蚀法，其中比较常用的是晶界腐蚀法。
2、就现有技术而言，常规的腐蚀奥氏体晶界的方法，如过饱和的苦味酸溶液加十二烷基苯磺酸钠等活化剂对ti微合金钢奥氏体晶界的显现并不理想，尤其是钢材经过较大变形时，奥氏体晶界显现尤为不明显。吕知清、傅万堂(cn103018141a)采用浓硝酸+浓盐酸+酒精+苦味酸+十二烷基苯磺酸钠的配方腐蚀高合金低碳马氏体，能够较好地显示其奥氏体晶粒；夏志伟(cn104374627a)公开了一种使用过饱和苦味酸-洗涤剂-盐酸腐蚀超低钢原始奥氏体晶界的腐蚀液及腐蚀方法，可以得到较为清晰的原始奥氏体晶界；曾辉、高淼淼(cn102590050a)采用过饱和苦味酸-十二烷基苯磺酸钠-双氧水热蚀和硫酸电解浸湿相结合的二阶段侵蚀方法，通过显微镜暗场照明或试样轻抛光后明场照明，较好地显示p91、p92钢原奥氏体晶
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种合金钢侵蚀剂。该合金钢侵蚀剂中通过加海鸥牌去屑洗发膏发挥表面活性剂作用，以去除苦味酸腐蚀形成的钝化氧化膜，保证腐蚀的顺利进行，结合添加微量硝酸以快速加深晶界侵蚀，从而同时使得合金钢中的原始奥氏体晶界和晶内的马氏体组织清晰显现，解决了现有技术无法理想地同时显现ti微合金钢奥氏体晶界和其晶内马氏体相的难题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种合金钢侵蚀剂，其特征在于，由过饱和苦味酸水溶液、海鸥牌去屑洗发膏、氢氟酸和二甲苯按照1000～1700：30～50：1：2的体积比制得。
3、常规4％的硝酸酒精溶液腐蚀奥氏体晶界显示不清晰，而苦味酸水溶液是腐蚀奥氏体晶界常用的腐蚀剂。苦味酸是弱酸，电离度比硝酸小，且其含有的硝基没有硝酸根的氧化性强，因此其腐蚀能力弱于硝酸。使用苦味酸溶液腐蚀，可使试样中珠光体、贝氏体和回火马氏体清晰显示。同时，苦味酸在水溶液中分解剧烈，其腐蚀速度要快于苦味酸酒精溶液，但其侵蚀试样时容易在试样表面形成一层难溶的腐蚀产物，引起氧化膜钝化，使得侵蚀难以继续进行。基于此，本专利技术的合金钢侵蚀剂在过饱和苦味酸水溶液中添加海鸥牌去屑洗发膏，利用海鸥牌去屑洗发膏中含有的环氧乙烷聚合物，在侵蚀剂中起到表面活性剂的作用，结合在侵蚀过程中不断晃动，以均匀作用于氧化膜使其脱落，保证了侵蚀过程的顺利进行。同时，对于合金钢，仅靠苦味酸的氧化性达不到侵蚀效果，故本专利技术采用氢氟酸配合苦味酸使用，由于氢氟酸在水中的电离度很小，不会表现出硝酸那么剧烈的氧化效果而使整个金相变黑，同时f-的半径很小，氧化性强，故本专利技术在侵蚀剂中添加微量氢氟酸，利用微量的f-以快速地加深晶界的侵蚀，在清晰显示合金钢原始奥氏体晶界的同时，使得马氏体相得以显现。此外，本专利技术的侵蚀剂中还添加少量的二甲苯作为活性剂，促进侵蚀过程的有效进行。
4、上述的一种合金钢侵蚀剂，其特征在于，由过饱和苦味酸水溶液、海鸥牌去屑洗发膏、氢氟酸和二甲苯按照1200：40：1：2的体积比制得。
5、同时，本专利技术还公开了一种制备如上述的合金钢侵蚀剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
6、步骤一、配制过饱和苦味酸水溶液：将蒸馏水加热至85℃～95℃，然后加入过量的苦味酸，搅拌使其充分溶解，取其上层清液，即为过饱和苦味酸水溶液；
7、步骤二、混合：将步骤一中配制的过饱和苦味酸水溶液放置于玻璃容器中，并放入预先升温至70℃～75℃的水浴装置中冷却至水浴温度，然后按照合金钢侵蚀剂的配比加入海鸥牌去屑洗发膏、氢氟酸和二甲苯，搅拌均匀，得到合金钢侵蚀剂。
8、由于本专利技术合金钢侵蚀剂成分中的氢氟酸具有较强的挥发性，且作为表面活性剂的海鸥牌去屑洗发膏的主要成分环氧乙烷聚合物沸点也较低，故配制好的合金钢侵蚀剂应立即使用为宜。
9、上述的方法，其特征在于，步骤一中将蒸馏水倒入烧杯后置于电阻炉上加热至85℃～95℃；步骤二中所述玻璃容器为烧杯，水浴装置为水浴炉。
10、此外，本专利技术还公开了一种如上述的合金钢侵蚀剂的使用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
11、步骤一、含ti微合金钢的热处理及变形：将含ti微合金钢在1100℃～1250℃保温3h～6h，然后进行轧制，再立即水淬至室温，得到热轧板；所述轧制温度为900℃～1100℃，压下率为35％～65％；
12、步骤二、粗磨-细磨-机械抛光：将步骤一中得到的热轧板切割成金相试样并镶样，然后进行粗磨-细磨-机械抛光，得到待腐蚀的金相试样；
13、步骤三、侵蚀：将侵蚀剂放在70℃～75℃的水浴炉中保温，然后用镊子夹取步骤二中待腐蚀的金相试样浸入保温侵蚀剂中，并使抛光面朝上且不断晃动进行侵蚀，当表面开始变暗发黑后8s～9s，将金相试样取出用清水冲掉表面暗物质后，用棉花蘸取乙醇擦拭后吹干，用于金相组织观察。
14、本专利技术将含ti微合金钢在保温后进行热轧制变形，该变形过程中，含ti微合金钢的奥氏体晶界处会产生大量的位错塞积，使得晶界处位错密度升高，同时奥氏体形核长大的过程中，晶界处会存在畸变；基于能量最低原理，溶质原子容易在晶界处偏聚，消除畸变，降低晶界能。因此晶界处相对于晶内组织更易于腐蚀。本专利技术通过先对含ti微合金钢进行热处理及变形，保证了其经侵蚀剂作用后会呈现清晰的奥氏体晶界。
15、本专利技术在步骤三的侵蚀过程中不断晃动待腐蚀的金相试样，以促进其在浸蚀过程中形成的钝化氧化膜脱落，又可防止其他污染物在侵蚀表面形成。
16、通常，侵蚀过程采用秒表进行计时。
17、上述的方法，其特征在于，步骤一中所述含ti微合金钢由以下质量百分含量的成分组成：c 0.05％～0.25％，ti 0.01％～0.1％，si 0.15％～0.3％，mn 0.8％～2.0％，als0.01％～0.04％，p≤0.03％，s≤0.025％，n≤0.007％，余量为fe及不可避免的杂质，且含ti微合金钢的厚度为6mm～12mm本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种合金钢侵蚀剂，其特征在于，由过饱和苦味酸水溶液、海鸥牌去屑洗发膏、氢氟酸和二甲苯按照1000～1700：30～50：1：2的体积比制得。
2.根据权利要求1所述的一种合金钢侵蚀剂，其特征在于，由过饱和苦味酸水溶液、海鸥牌去屑洗发膏、氢氟酸和二甲苯按照1200：40：1：2的体积比制得。
3.一种制备如权利要求1或2所述的合金钢侵蚀剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一中将蒸馏水倒入烧杯后置于电阻炉上加热至85℃～95℃；步骤二中所述玻璃容器为烧杯，水浴装置为水浴炉。
5.一种如权利要求1或2所述的合金钢侵蚀剂的使用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤一中所述含Ti微合金钢由以下质量百分含量的成分组成：C 0.05％～0.25％，Ti 0.01％～0.1％，Si 0.15％～0.3％，Mn 0.8％～2.0％，Als 0.01％～0.04％，P≤0.03％，S≤0.025％，N≤0.007％，余量为Fe及不可避免
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤二中所述粗磨-细磨-机械抛光中粗磨-细磨的方法为：将镶样后的金相试样采用400#碳化硅金相砂纸打磨以去除表面镶料和污染物，然后依次采用600#→800#→1000#→1200#→1500#砂纸进行磨光，且每次更换下一级砂纸时要保证金相试样表面的划痕方向均整齐且沿同一个方向排列，在更换到下一级砂纸时均要将金相试样旋转90°后再进行磨光，磨光过程中用力均匀使得金相试样下表面保持水平，所述600#、800#、1000#、1200#砂纸的磨光采用干磨，1500#砂纸的磨光采用水磨。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤二中所述粗磨-细磨-机械抛光中机械抛光的方法为：采用水将经粗磨-细磨后的金相试样表面冲洗干净，然后均匀涂抹粒径2.5μm的抛光膏，让金相试样表面的划痕垂直于抛光机的线速度方向进行抛光，且抛光时在抛光布表面洒水以保持湿润，在金相试样表面的划痕打磨干净后继续在抛光布上进行水抛，抛光后将金相试样用水冲洗后采用棉花蘸取乙醇擦拭并吹干。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤二中所述金相组织观察时可同时观察到Ti微合金钢的原始奥氏体晶界和晶内马氏体组织。
...【技术特征摘要】
1.一种合金钢侵蚀剂，其特征在于，由过饱和苦味酸水溶液、海鸥牌去屑洗发膏、氢氟酸和二甲苯按照1000～1700：30～50：1：2的体积比制得。
2.根据权利要求1所述的一种合金钢侵蚀剂，其特征在于，由过饱和苦味酸水溶液、海鸥牌去屑洗发膏、氢氟酸和二甲苯按照1200：40：1：2的体积比制得。
3.一种制备如权利要求1或2所述的合金钢侵蚀剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一中将蒸馏水倒入烧杯后置于电阻炉上加热至85℃～95℃；步骤二中所述玻璃容器为烧杯，水浴装置为水浴炉。
5.一种如权利要求1或2所述的合金钢侵蚀剂的使用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤一中所述含ti微合金钢由以下质量百分含量的成分组成：c 0.05％～0.25％，ti 0.01％～0.1％，si 0.15％～0.3％，mn 0.8％～2.0％，als 0.01％～0.04％，p≤0.03％，s≤0.025％，n≤0.007％，余量为fe及不可避免的杂质，且含ti微合金钢的厚度为6mm～12mm，热轧板的厚度为4.2mm～4....
【专利技术属性】
技术研发人员：李志红，吴俊宇，王国栋，王丹，宁博，邢学伟，张国霞，吴欢，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：
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