專利名稱：用于帶過渡層的雙金屬復(fù)合管的金相腐蝕液及其腐蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雙金屬復(fù)合管的檢測領(lǐng)域，尤其涉及帶過渡層的雙金屬復(fù)合管的金相檢測。
背景技術(shù)：
雙金屬復(fù)合管兼有兩種組元金屬的優(yōu)良性能，經(jīng)過恰當(dāng)組合的兩組元金屬復(fù)合以后，可以獲得高強度、耐腐蝕以及導(dǎo)電、導(dǎo)熱等綜合性能，使雙金屬在某些特殊環(huán)境下能發(fā)揮單一金屬難以起到的作用。目前，不銹鋼和低合金鋼雙金屬復(fù)合管，在石油、化工、電力、能源等行業(yè)正得到越來越廣泛的應(yīng)用。目前，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界一直致力于雙金屬復(fù)合管的研制，日本已經(jīng)研制成功了多種復(fù)合工藝，其中熱軋和熱軋加冷成型工藝實現(xiàn)包覆材料與基材界面的冶金結(jié)合。我國采用離心澆鑄工藝，生產(chǎn)出不銹鋼與低合金鋼復(fù)合管也取得了成功。國產(chǎn)雙金屬復(fù)合管鋼管的出現(xiàn)，打破了國外的壟斷，大大緩解了此種材料的供求矛盾，擴大了國內(nèi)化工、石油等行業(yè)的選材范圍，也降低了原材料采購成本。而對于不銹鋼和低合金鋼復(fù)合管，由于內(nèi)外兩層材質(zhì)不同，兩種金屬結(jié)合在一起，在結(jié)合面處易出現(xiàn)分層，雜質(zhì)，裂縫，氣孔等問題。特別是對于采用離心澆鑄工藝制備的雙金屬復(fù)合管，不同于其他機械復(fù)合工藝，在結(jié)合之前都可以對基材和覆材分別檢驗來確定是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，其只能在復(fù)合管本體上檢測基材或覆材的性能，且兩種金屬結(jié)合處存在較寬的過渡層。為了確保采用離心澆鑄工藝生產(chǎn)的復(fù)合管，其基材和覆材金相檢驗符合各自標(biāo)準(zhǔn)要求，及確認其內(nèi)部是否存在缺陷和判斷缺陷所在位置，則雙金屬復(fù)合管的金相檢驗顯得尤為重要，成為一項必不可少的工作；由于內(nèi)外兩層材質(zhì)不同，且兩種金屬結(jié)合處還存在較寬的過渡層，金相組織的顯示更為困難，急需找到一種合適的腐蝕試劑，能夠同時腐蝕出不銹鋼、低合金及寬過渡層三區(qū)域的不同組織。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于:針對采用冶金結(jié)合工藝生產(chǎn)的，且在不銹鋼與低合金鋼結(jié)合面處存在寬過渡層金屬的不銹鋼和低合金鋼復(fù)合管，提出一種適用于日常金相檢驗的、成本廉價、無污染的腐蝕劑及其腐蝕方法，能夠把不銹鋼、低合金鋼、寬過渡層金屬組織同時腐蝕出來，以供檢測需要。本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種用于帶過渡層的雙金屬復(fù)合管的金相腐蝕液，所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比35-60%的濃鹽酸乙醇溶液制得，三氯化鐵加入量為0.01-0.04g/ml。作為優(yōu)選方式，所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比40-55%的濃鹽酸乙醇溶液制得，三氯化鐵加入量為0.0 1-0.03g/ml。作為進一步優(yōu)選方式，所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比50%的濃鹽酸乙醇溶液制得，三氯化鐵加入量為0.02-0.03g/ml。
一種前述用于帶過渡層的雙金屬復(fù)合管的金相腐蝕液的腐蝕方法，將拋光好的試樣完全浸入腐蝕液中，保持時間0.3-2Min。工作過程為:將經(jīng)磨制拋光好的試樣浸入已配置好的腐蝕液中，試樣拋光面正面朝上，完全浸入在液體中，期間可用脫脂棉球浸入腐蝕液中對拋光表面進行輕微擦拭，保持時間為0.3-2Μ Π (優(yōu)選1-1.5Min)，待到規(guī)定時間后取出試樣，在靜水中漂洗后用熱風(fēng)吹干即可進行顯微觀察。采用的溶液成分:0.01-0.04g/ml三氯化鐵；35_60%濃鹽酸(分析純)乙醇(分析純)溶液(濃鹽酸比乙醇體積比)。將用上述方法腐蝕好的雙金屬復(fù)合管試樣，在光學(xué)顯微鏡下進行觀察復(fù)合管中不銹鋼、低合金鋼、寬過渡層的顯微組織。通過該腐蝕劑可迅速一次性顯示出不銹鋼、低合金鋼、寬過渡層三區(qū)域的不同組織，方法有效、可靠且操作方便，適用于此類材料的日常檢驗驗收。本發(fā)明的有益效果:通過化學(xué)腐蝕法，選用三氯化鐵鹽酸酒精溶液作為腐蝕劑，控制浸蝕時間，能夠一次性清晰地顯示出不銹鋼與低合金鋼復(fù)合管中不銹鋼、低合金鋼、寬過渡層三區(qū)域的不同組織，該方法有效、可靠且操作方便，適用于此類材料的日常檢驗驗收。


圖1為實施例1的50倍下的復(fù)合管整體顯微鏡觀察微觀形貌 圖2為圖1中I點的200倍下的TP3IOHCbN組織的顯微鏡觀察微觀形貌 圖3為圖1中2點的200倍下的TP310HCbN側(cè)熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖； 圖4為圖1中3點的200倍下的寬過渡層的顯微鏡觀察微觀形貌 圖5為圖1中4點的200倍下 的Tll側(cè)熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌 圖6為圖1中5點的200倍下的Tll組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖。圖7為實施例2的50倍下的復(fù)合管整體顯微鏡觀察微觀形貌 圖8為圖7中I點的200倍下的TP3IOHCbN組織的顯微鏡觀察微觀形貌 圖9為圖7中2點的200倍下的TP310HCbN側(cè)熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖； 圖10為圖7中3點的200倍下的寬過渡層的顯微鏡觀察微觀形貌 圖11為圖7中4點的200倍下的Tll側(cè)熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌 圖12為圖7中5點的200倍下的Tll組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖。圖13為實施例3的50倍下的復(fù)合管整體顯微鏡觀察微觀形貌 圖14為圖13中I點的200倍下的TP310HCbN組織的顯微鏡觀察微觀形貌 圖15為圖13中2點的200倍下的TP310HCbN側(cè)熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌
圖16為圖13中3點的200倍下的寬過渡層的顯微鏡觀察微觀形貌 圖17為圖13中4點的200倍下的Tll側(cè)熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌 圖18為圖13中5點的200倍下的Tll組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖。
具體實施方式
下列非限制性實施例用于說明本發(fā)明。實施例1:
腐蝕液成分:0.02-0.03g/ml三氯化鐵；50%濃鹽酸(分析純)乙醇(分析純)溶液(濃鹽酸比乙醇體積比)。將經(jīng)磨制拋光好的SA-213 TP310HCbN 與 SA-213 Tll (所訴的 TP310HCbN 和 Tll為鍋爐、過熱器和換熱器用無縫奧氏體和鐵素體合金鋼管，為ASME SA-213/ SA-213M中的列標(biāo)鋼號，ASME I1-A-2010 SA-213/ SA-213M P315 326頁)復(fù)合管試樣浸入已配置好的腐蝕液中，試樣拋光面正面朝上，完全浸入在液體中，期間可用脫脂棉球浸入腐蝕液中對拋光表面進行輕微擦拭，保持時間為1.5Min，待到規(guī)定時間后取出試樣，在靜水中漂洗后用熱風(fēng)吹干即可進行顯微觀察。顯微結(jié)果如圖1至6所示，其中圖1為50倍下的復(fù)合管整體顯微鏡觀察微觀形貌圖(圖中標(biāo)注了 200倍下觀察點的位置，其中d表示寬過渡區(qū)長度);圖2為圖1中I點的200倍下的TP310HCbN組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為奧氏體；圖3為圖1中2點的200倍下的TP310HCbN側(cè)熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖；圖4為圖1中3點的200倍下的寬過渡層的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為馬氏體；圖5為圖1中4點的200倍下的Tll側(cè)熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖；圖6為圖1中5點的200倍下的Tll組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為鐵素體+珠光體。實施例2:
腐蝕液成分:0.01-0.02g/ml三氯化鐵；55%濃鹽酸(分析純)乙醇(分析純)溶液(濃鹽酸比乙醇體積比)。將經(jīng)磨制拋光好的SA-213 TP3IOHCbN與SA-213 Tll復(fù)合管試樣浸入已配置好的腐蝕液中，試樣拋光面正面朝上 ，完全浸入在液體中，期間可用脫脂棉球浸入腐蝕液中對拋光表面進行輕微擦拭，保持時間為IMin，待到規(guī)定時間后取出試樣，在靜水中漂洗后用熱風(fēng)吹干即可進行顯微觀察。顯微結(jié)果如圖7-12所示。其中圖7為50倍下的復(fù)合管整體顯微鏡觀察微觀形貌圖(圖中標(biāo)注了 200倍下觀察點的位置，其中d表示寬過渡區(qū)長度)；圖8為圖7中I點的200倍下的TP310HCbN組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為奧氏體；圖9為圖7中2點的200倍下的TP310HCbN側(cè)熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖；圖10為圖7中3點的200倍下的寬過渡層的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為馬氏體；圖11為圖7中4點的200倍下的Tl I側(cè)熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖；圖12為圖7中5點的200倍下的Tll組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為鐵素體+珠光體。實施例3:
腐蝕液成分:0.03g/ml三氯化鐵；40-45%濃鹽酸(分析純)乙醇(分析純)溶液(濃鹽酸比乙醇體積比)。將經(jīng)磨制拋光好的SA-213 TP310HCbN與SA-213 Tll復(fù)合管試樣浸入已配置好的腐蝕液中，試樣拋光面正面朝上，完全浸入在液體中，期間可用脫脂棉球浸入腐蝕液中對拋光表面進行輕微擦拭，保持時間為IMin，待到規(guī)定時間后取出試樣，在靜水中漂洗后用熱風(fēng)吹干即可進行顯微觀察。顯微結(jié)果如圖13-18所示。其中圖13為50倍下的復(fù)合管整體顯微鏡觀察微觀形貌圖(圖中標(biāo)注了 200倍下觀察點的位置，其中d表示寬過渡區(qū)長度);圖14為圖13中I點的200倍下的TP310HCbN組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為奧氏體；圖15為圖13中2點的200倍下的TP310HCbN側(cè)熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖；圖16為圖13中3點的200倍下的寬過渡層的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為馬氏體；圖17為圖13中4點的200倍下的Tll側(cè)熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖；圖18為圖13中5點的200倍下的Tll組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為鐵素體+珠光體。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同`替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于帶過渡層的雙金屬復(fù)合管的金相腐蝕液，其特征在于:所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比35-60%的濃鹽酸乙醇溶液制得，三氯化鐵加入量為0.01-0.04g/ml。
2.如權(quán)利要求1所述的用于帶過渡層的雙金屬復(fù)合管的金相腐蝕液，其特征在于:所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比40-55%的濃鹽酸乙醇溶液制得，三氯化鐵加入量為0.01-0.03g/ml。
3.如權(quán)利要求2所述的用于帶過渡層的雙金屬復(fù)合管的金相腐蝕液，其特征在于:所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比50%的濃鹽酸乙醇溶液制得，三氯化鐵加入量為0.02-0.03g/ml。
4.一種如權(quán)利要求1、2或3所述的用于帶過渡層的雙金屬復(fù)合管的金相腐蝕液的腐蝕方法，其特征在于包括以下步驟:將拋光好的試樣完全浸入腐蝕液中，保持時間0.3-2Min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于帶過渡層的雙金屬復(fù)合管的金相腐蝕液，屬于雙金屬復(fù)合管的檢測領(lǐng)域，所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比35-60%的濃鹽酸乙醇溶液制得，三氯化鐵加入量為0.01-0.04g/ml。腐蝕方法，包括以下步驟，將拋光好的試樣完全浸入腐蝕液中，保持時間0.3-2Min。本發(fā)明針對采用冶金結(jié)合工藝生產(chǎn)的，且在不銹鋼與低合金鋼結(jié)合面處存在寬過渡層金屬的不銹鋼和低合金鋼復(fù)合管，提出一種適用于日常金相檢驗的、成本廉價、無污染的腐蝕劑及其腐蝕方法，能夠把不銹鋼、低合金鋼、寬過渡層金屬組織同時腐蝕出來，以供檢測需要。
文檔編號C23F1/28GK103074630SQ201310046569
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者張學(xué)星, 毛世勇, 代黎, 李健 申請人:東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司