[发明专利]基于超声波与酸蚀反应综合作用显示钢组织及缺陷的检测方法在审
申请号: | 202010279964.X | 申请日: | 2020-04-10 |
公开(公告)号: | CN111257086A | 公开(公告)日: | 2020-06-09 |
发明(设计)人: | 侯自兵;郭中傲;郭坤辉;彭治强;柳前;郭东伟;曹江海;陈佳伟;陈巍 | 申请(专利权)人: | 重庆大学 |
主分类号: | G01N1/28 | 分类号: | G01N1/28;G01N1/32;G01N1/44;G01N1/34 |
代理公司: | 重庆博凯知识产权代理有限公司 50212 | 代理人: | 李晓兵 |
地址: | 400044 *** | 国省代码: | 重庆;50 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 超声波 反应 综合 作用 显示 组织 缺陷 检测 方法 | ||
本发明公开了一种基于超声波与酸蚀反应综合作用显示钢组织及缺陷的检测方法,主要包括以下步骤:(1)制备试样,检测面粗糙度不大于2.0μm;(2)超声波酸蚀:将试样放入超声波酸蚀装置中进行低频振动酸蚀,酸蚀溶液容积比为1.0:(0.1~0.5):(0.5~2.0)盐酸酒精水溶液、或3.0:(0.5~1.0):(0.1~0.5):(0~4.0)盐酸硫酸酒精水溶液、或(0~5.0):(0.5~1.0):(5.0~15.0)盐酸硝酸酒精溶液;酸蚀溶液温度为20~70℃;(3)超声波水洗;(4)试样干燥。本发明能够更为清晰的显示钢组织及缺陷,且适用于多类钢种不同区域;对试样检测面粗糙度可适当降低要求;降低对酸蚀液配比、温度等参数的依赖,实现更为灵活操作并降低原料的消耗;减少检测时间。
技术领域
本发明涉及钢组织及缺陷检测领域,尤其涉及一种基于超声波与酸蚀反应综合作用显示钢组织及缺陷的检测方法。
背景技术
钢的组织一般有柱状晶、等轴晶等,缺陷有偏析、裂纹、疏松缩孔等,炼钢生产过程中对于钢组织和缺陷的检验是保证钢质量的重要环节,钢组织和缺陷检测在原材料检验、生产过程的质量控制、产品质量检验、失效分析等方面具有重要作用。目前,钢组织和缺陷的检验方法包括热酸、冷酸腐蚀法和电解腐蚀法等,其中热酸腐蚀法是最能显现钢的宏观组织及缺陷的方法,因此作为钢组织和缺陷检验的主要仲裁试验方法。进行钢铁材料的热酸腐蚀法一般要求将整个试样放入容积比为1:1的工业盐酸水溶液中,在60~80℃的温度下侵蚀15~30min,腐蚀结束后将检验面清理干净。此方法能够大体显示部分钢种的组织及缺陷,但是缺点在于对酸蚀液配比和加热温度太过依赖,而且针对某些钢种,其组织与缺陷形貌不能清楚显示或显示难度很大(尤其是激冷层、等轴晶等区域),影响钢组织与缺陷检测的准确性。但是,随着对高端钢铁材料要求的不断提高,实际生产与技术研究中,亟需一种能够对钢组织和缺陷显示更为清晰且灵活操作的检测方法,同时由于传统的热酸腐蚀法原料消耗大且耗时长,因此,这种方法还需要能够实现降低原料消耗和适当减少检测时间。
酸蚀反应显示钢组织与缺陷是由于钢表面的化学成分与组织分布的不均匀性及各种缺陷的存在,在酸蚀液中试样表面形成许多不同的电极电位,组成了无数个微电池,酸蚀反应使得部分受侵蚀程度不同,从而显示出组织和缺陷。对于酸蚀反应无法清晰显示某些钢种的组织和缺陷,主要是由于现有方法不能很好显现不同元素含量或组织或缺陷差别所引起的低倍组织图像的差别,钢试样表面不能更好地显示出这种差别,使得不同部位受侵蚀差别对比度不够、对比不明显,不能更加清晰地显示钢组织与缺陷,不能满足后续的观察与检验的需要。
发明内容
本发明旨在提供一种基于超声波与酸蚀反应综合作用显示钢组织及缺陷的检测方法,利用该方法克服现有热酸腐蚀法显示钢组织和缺陷的不足,使钢试样表面低倍组织图像能更好地显示出这种差别、对比明显,并能在钢铁材料检验、失效分析等工作中得到应用。
本发明的技术方案:一种基于超声波与酸蚀反应综合作用显示钢组织及缺陷的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)制备试样:去除由于切取试样造成的加工缺陷,使用砂纸依次研磨至试样检测面粗糙度不大于2.0μm,肉眼不得观察到可见的加工痕迹;
(2)超声波酸蚀:将步骤(1)加工后的试样放入超声波酸蚀装置中进行低频振动酸蚀,所述超声波酸蚀反应装置包括:超声波发生器、与所述超声波发生器相连接的超声波换能器震头、位于所述超声波换能器震头上方的酸蚀槽(含酸蚀溶液)、所述酸蚀槽底壁上的数控加热系统,且所述超声波震头均匀地排列在酸蚀槽外侧面的周围;
(3)超声波水洗:将步骤(2)超声波酸蚀完的试样取出后进行超声波水洗,超声波频率为15~35KHz,功率密度为0.1~0.5W/cm2,温度为20~40℃,水洗时间为5~10min;;
(4)干燥:将步骤(3)超声波水洗完的试样取出后进行干燥,即为合格试样备用,如进行下一步的观察与检验。
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