[发明专利]一种清洗钢铁失效部件断口的方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种清洗钢铁失效部件断口的方法，适用于钢铁失效部件断口的观察和分析。 

背景技术

工程应用的各种失效模式中，断裂失效因其具有难以预测和突发性等特点，危害性极大。钢铁部件断口是断裂失效分析中最重要的物证，甚至有时是唯一物证，它记录了部件在载荷和环境下断裂前的不可逆变形，以及裂纹从萌生到扩展，直至断裂的全过程。断口常常出现在金属组织中最薄弱的地方，记录着有关断裂全过程的重要信息。断口形貌的观察与分析可用来推断断裂原因，并在此基础上提出针对性强的断裂失效预防措施。实际应用中，钢铁部件断裂后，由于断口表面裸露于工作环境中，很容易与外界中的腐蚀性介质发生化学反应，在断口表面形成大量附着物和腐蚀产物，掩盖断口的真实形貌，给断口形貌的观察与分析造成很大困难。因此需要对断口表面进行清洗，在不损伤断口形貌特征的前提下，尽量除去断口表面的附着物。

目前常用的断口清洗方法主要有：（1）干燥气流或软刷清理，此种方法只能去除断口表面附着的松散颗粒，对于断口表面通过化学反应生成的腐蚀产物，由于其与断口表面结合致密，清除效果很差；（2）丙酮或酒精等有机溶剂清洗，此类方法只能清洗断口表面附着的油脂等污染物，对致密的腐蚀物清除作用较差；（3）AC纸复膜清洗，这种方法对于清理氧化皮等虽然有效，但是AC纸中含有的醋酸纤维素很容易残留在断口粗糙的表面上，由于醋酸纤维素不具导电性，断口表面残留的醋酸纤维素将影响断口扫描电镜的观察质量；（4）化学侵蚀液清洗，目前常用的化学侵蚀液由多种试剂配置而成，其某些组分并非常用试剂甚至有毒，如氰化钠；另外，一些现有化学侵蚀液需要加热使用；化学侵蚀液的制作工艺条件较为复杂，并且利用化学侵蚀液清洗断口的操作过程中污染和能耗均较大；（5）超声波清洗，利用超声波在物体表面产生连续不断的瞬时高压使物体表面污垢迅速脱落，超声波清洗具有高效省时和低污染等优点，但是超声波清洗仅对附着在材料表面的疏松附着物具有良好的清洗效果，对于致密的腐蚀物清洗效果不理想。中国专利《一种清洗铝合金应力腐蚀断口的方法》（公开号101736347A）所公开的断口清洗方法中，虽然清洗用到的试剂均为常见试剂，但浸泡时间较长（2~4小时）；另外，该专利公开的清洗方法通过控制浸泡时间清除腐蚀物，但没有给出具体浸泡时间的计算方法，并且无法对浸泡过程进行实时监控，存在因过度清洗造成断口形貌特征破坏的风险。

针对现有钢铁失效断口清洗方法的不足，研究一种清洗液配置简单，操作简便、耗时短，清洗效果显著并且易于监控的钢铁部件断口的清洗方法，对于断口失效分析工作十分必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种清洗液配置简单，操作简便、耗时短，清洗效果显著并且易于监控的清洗钢铁部件断口的方法，为断口形貌的观察、断裂原因的分析以及断裂预防措施的制定提供可靠的技术依据。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种清洗钢铁失效部件断口的方法，其特征在于步骤如下：

（1）    配置体积比为3%~5%的盐酸水溶液作为清洗液；

（2）    使用丙酮超声波清洗钢铁失效部件1~2分钟；

（3）    使用干净的软毛刷蘸取所述清洗液刷洗钢铁失效部件断口，使用蒸馏水对钢铁失效部件断口进行超声波清洗1~2分钟，清洗过程中断口方向始终朝下；

（4）    重复步骤（3）2次以上，直至钢铁失效部件断口表面呈现出清晰的金属色泽；

（5）    重复步骤（2），取出钢铁失效部件并风干。

具体的，使用所述丙酮超声波对钢铁失效部件断口进行清洗时，丙酮应当完全浸没钢铁失效部件。

具体的，使用所述蒸馏水超声波对钢铁失效部件断口进行清洗时，蒸馏水应当完全浸没钢铁失效部件，并且清洗过程中钢铁失效部件断口方向始终朝下。

具体的，所述风干为自然风干或吹风机吹扫或压缩空气吹扫。