[发明专利]一种用于奥氏体不锈钢的金相腐蚀液及其制备腐蚀方法

说明书

本发明提供一种新型耐高温抗疲劳304奥氏体不锈钢用金相腐蚀液，其特征在于，由如下体积份数的原料组成，氢氟酸7％～9％，浓硝酸12％～16％、硼酸1～2％，余为蒸馏水；其中，氢氟酸的质量浓度为40％，硝酸的质量浓度为60％～65％，硼酸的质量浓度为1～3％。该腐蚀液配制简单、腐蚀方法操作方便、污染小、稳定性和重现性好，并能够快速、均匀、清晰显示金相组织。步骤简单、操作方便、实用性强。

技术领域

本发明属于奥氏体不锈钢金相腐蚀领域，特别一种用于成分中含钼、铜、铌、钴的奥氏体不锈钢的金相腐蚀液及其制备腐蚀方法。

背景技术

不锈钢中按其金相组织分三大类：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢。其中奥氏体不锈钢占比最大，产量占不锈钢产量的70％，应用极其广泛。在奥氏体不锈钢的研究和应用中，经常要对其组织类型进行分析，并根据组织分析结果及时调整其成分、加工及热处理工艺。但在其金相试样腐蚀方面，很多人觉得要获得显示清晰的金相组织太难。其主要原因是奥氏体不锈钢的晶界不易被侵蚀。因为奥氏体不锈钢的组织类型是奥氏体，因其添加了铬和镍等合金元素，耐蚀性非常好，因此其金相组织的腐蚀不同于普通的碳钢，需要配制特别的腐蚀剂，采用特殊的腐蚀方法。另外，因为奥氏体基体呈白色，所以侵蚀后的试样看上去像是脏兮兮的，很难将试面弄得很清洁，腐蚀方法使用不当，就会得不到清晰的金相组织。近年来，由于奥氏体不锈钢的良好特性，人们通过在304不锈钢的基础成分上，添加钼、铜、铌、钴等元素，开发了很多新型的奥氏体不锈钢材料。而添加的这些元素使得奥氏体不锈钢的耐腐蚀、耐疲劳性能尤其是耐高温腐蚀性能更为优异。这就导致了其金相组织更加难于腐蚀清晰。

奥氏体不锈钢的腐蚀方法一般是：首先配置腐蚀剂，然后对被检试样进行腐蚀，随后用清水冲洗干净，并用干燥的空气进行吹干即可。

关于奥氏体不锈钢腐蚀剂的资料很多，但常用的腐蚀剂不过3种，有5g FeCl₃+5mlHCl+50ml水溶液(中国专利CN105603429A)、或20ml HCl+20ml水+5g硫酸铜、或王水(浓盐酸与浓硝酸的体积比3:1)等，但在侵蚀效果上均存在弊端。虽然FeCl₃+HCl水溶液使用最为普遍，但操作起来难度极大，因为该侵蚀剂侵蚀速度过快，难以掌握侵蚀程度，易导致侵蚀的晶界过浅，同时侵蚀后的试面易变脏，或者晶内被氧化变深而失去奥氏体自身的白色，侵蚀成功率很低。HCl+硫酸铜+水溶液的腐蚀液腐蚀问题主要是侵蚀的晶界过浅，不能真实地显现全部晶界。目前多数奥氏体不锈钢样品金相组织采用王水进行腐蚀。但是王水腐蚀奥氏体不锈钢的效果取决于该合金的加工状态，对铸态和退火态的产品腐蚀效果好，而对冷加工态的腐蚀效果不理想，晶界不很明显。并且腐蚀过程对操作人员的操作过程要求极高，腐蚀时间短，晶界不明显，腐蚀时间略长，晶界变粗模糊；而且王水腐蚀液配制后必须在24小时后才能使用，腐蚀液的稳定性较差，不能长期存放，时间一长，腐蚀液就失效了。

还有一些其它的关于奥氏体不锈钢的侵蚀剂，有文献提供了配方为10～40mlHNO₃+3～10ml 48％HF+25～50ml H₂O的侵蚀剂，使用温度为70～80℃(160～180℉)，试样浸没于侵蚀剂中，直到获得期望的腐蚀程度，但是该侵蚀剂需在通风厨中加热操作，很具危险性，且侵蚀效果也不得而知。

奥氏体不锈钢的金相腐蚀需要摸索，因为奥氏体晶界不易被侵蚀出来或者总是侵蚀不到位，很难得到清晰的奥氏体晶界。因此，奥氏体不锈钢的金相腐蚀难题一直困扰着人们。而新开发出来的添加了钼、铜、铌、钴的具有更优异的耐腐蚀性能的奥氏体不锈钢，迫切需要一种适合新型奥氏体不锈钢的、适应性强且操作简便安全、腐蚀终点判定简单、侵蚀效果好的腐蚀液及腐蚀方法。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种组织显示效果好、适用于新型奥氏体不锈钢的金相腐蚀剂液及其腐蚀方法，并且腐蚀液配制简单、腐蚀方法操作方便、污染小、稳定性和重现性好，并能够快速、均匀、清晰显示金相组织。