[发明专利]一种受热面管内壁脆硬氧化层金相试样制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种受热面管内壁脆硬氧化层金相试样制作方法。

背景技术

电站锅炉受热面管用高强度耐热无缝钢管制作而成，在锅炉内高温高压的条件下运行。运行中管内的介质为水蒸气，温度在540℃以上，受热面内壁表面在高温汽水环境下会发生氧化，形成一层氧化层。此氧化层主要成分为Fe₂O₃和Fe₃O₄，较为脆硬，随受热面管运行时间的增长，氧化层的厚度会逐渐增厚，并且氧化层的热膨胀系数与受热面管相差较大，与基体的结合力会随着锅炉的启停而逐渐降低，使氧化层很容易脱落。

金相试样的制作是进行金相组织观察前的重要步骤，制作过程通常包括试样取样、水砂纸磨光、抛光（机械抛光、电解抛光或化学抛光）、化学侵蚀、清洗、吹干等主要实验步骤。但对于需要对受热面管内壁脆硬氧化层观察的金相试样的制作，如果采用常规的金相制作方法，往往会因为内壁氧化层较为脆硬，与管壁结合力较弱，磨制的过程中会出现大量脱落的情况，氧化层的脱落会使无法清晰的观察到内壁氧化层的形貌，又会划伤或者污染受热面管基体表面，导致金相试样制作失败，如图4-5所示。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种受热面管内壁脆硬氧化层金相试样制作方法，该方法能够保证脆硬氧化层在金相试样制作过程中保持完整、连续，与基体牢固结合，得到制作质量良好的金相试样。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种受热面管内壁脆硬氧化层金相试样制作方法，包括以下步骤：

步骤一：试样镶嵌，将待检试样切成小块，然后对切割好的试样进行镶嵌，镶嵌过程要保证镶嵌料充分压实，并控制好加热温度和加热时间；加热温度和加热时间是指镶嵌料融化需要的温度和时间，不同类型的镶嵌料加热温度和加热时间是不同的，但镶嵌的效果都是一样。

步骤二：粗磨，将镶嵌好的试样先用#120水砂纸进行粗磨磨光，再用#280水砂纸进行粗磨磨光；

步骤三：粗磨完成后再进行细磨，先用涂有洗洁精的#400水砂纸细磨，再用#600水砂纸细磨；

步骤四：细磨完成后再进行精磨，先用#400金相砂纸对试样磨面进行精磨，再用#600金相砂纸对试样磨面进行精磨；

步骤五：将磨制好的试样用颗粒为1μm的金刚石抛光液在电动抛光盘上抛光；

步骤六：化学侵蚀，对试样磨面进行侵蚀，观察到试样磨面变灰后停止侵蚀，用酒精对试样磨面进行清洗；

步骤七：吹干，将试样磨面残余的酒精吹干，吹干过程要使试样和吹风呈一定的角度，保证试样表面不会形成酒精渍；

步骤八：金相观察，将吹干后的试样放在金相显微镜上观察。

所述步骤二中，在磨制过程中，水砂纸要放在厚度大于5mm的玻璃板上，将试样磨面轻压在砂纸上，保证磨面与砂纸完全接触，均匀用力向前推行，直到试样磨面上仅留有一个方向的均匀磨痕为止；更换不同型号的砂纸要改变磨制的方向，保证两次磨制方向相互垂直。

所述步骤三中，先将洗洁精均匀涂抹到#400水砂纸表面，涂抹后将水砂纸放在玻璃板上开始磨制，直到试样磨面上仅留有一个方向的均匀磨痕为止，再将洗洁精均匀涂抹到#600水砂纸表面，重复磨制过程，磨制完成后，对磨面进行清洗，除去残留的洗洁精，并立即吹干。

所述步骤五中，将磨制好的试样利用电动抛光机进行机械抛光，将呢绒材质的抛光布紧紧固定在抛光盘上，用清水将抛光布润湿，在抛光布表面均匀喷洒粒度为1μm的金刚石抛光液，选用中低转速的档位，将试样磨面轻压在抛光布表面，用力要均匀，保证整个磨面与抛光布全部接触，同时，将试样逆着抛光盘转动方向移动，减轻抛光布和抛光颗粒对局部脆硬氧化层的破坏作用。

其中，用涂有洗洁精的#400水砂纸和#600水砂纸细磨步骤中，将洗洁精按比例均匀涂抹在砂纸表面，其作用是利用洗洁精中作为表面活性剂的成分，将磨制过程中产生的硬质颗粒从试样表面去除，这样就会大大减少硬质颗粒对脆硬氧化层的破坏，保证其完整。