用于檢測(cè)奧氏體不銹鋼表面噴丸層的腐蝕劑及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種腐蝕劑的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測(cè)不銹鋼管內(nèi)表面噴丸層的腐蝕劑及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]S30432(18Cr-9N1-3Cu-Nb-N)、TP347H(18Cr-10Ni_Nb)等奧氏體不銹鋼鍋爐管由于具有優(yōu)良的高溫性能，目前在我國超(超)臨界鍋爐高溫過熱器和再熱器等部件得到廣泛應(yīng)用。此類不銹鋼內(nèi)表面經(jīng)噴丸處理后，將在內(nèi)表面形成高密度位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)硬化層，為Cr提供了良好的短程擴(kuò)散路徑，可較快形成致密的穩(wěn)態(tài)Cr氧化膜層，有效提高鋼管的高溫抗氧化性，因而奧氏體不銹鋼管內(nèi)表面噴丸處理技術(shù)受到了國內(nèi)電力行業(yè)的廣泛關(guān)注，并大量應(yīng)用于超(超)臨界鍋爐高溫部件用奧氏體不銹鋼管，同時(shí)鍋爐制造企業(yè)也將內(nèi)表面噴丸層檢測(cè)列入了此類材料的采購技術(shù)條件中，從而使得內(nèi)噴丸硬化層的檢測(cè)成為原材料質(zhì)量控制的重要指標(biāo)之一。
[0003]常規(guī)地，噴丸加工過程已經(jīng)使用在各種領(lǐng)域中，其中，噴丸加工過程包括通過金屬、陶瓷等硬球以高速對(duì)工件的表面進(jìn)行撞擊從而硬化金屬工件的表面，由于通過硬球以高速對(duì)工件表面進(jìn)行撞擊，使工件表面產(chǎn)生極為強(qiáng)烈的塑性變形，噴丸加工過程在工件表面上形成了壓縮應(yīng)力，并對(duì)工件表面施加有殘余壓縮應(yīng)力，從而硬化工件并且增大其耐磨性。S30432、TP347H等面心立方結(jié)構(gòu)的金屬受沖擊力發(fā)生塑性變形時(shí)，主要是通過滑移過程進(jìn)行的，從而在鋼管內(nèi)表面下幾十微米冷作硬化區(qū)的各晶粒中產(chǎn)生密集的滑移條紋及殘余應(yīng)力等。目前國內(nèi)對(duì)管子內(nèi)表面噴丸硬化層的檢測(cè)方法尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，其噴丸層顯示方法也鮮有報(bào)道。
[0004]采用常規(guī)試劑的電解腐蝕法及化學(xué)腐蝕法，只能顯示奧氏體不銹鋼基底的組織形貌，內(nèi)表面未見區(qū)別于基體組織的噴丸層形貌(見圖1)。因此，要通過顯示噴丸層形貌進(jìn)行噴丸層質(zhì)量檢測(cè)需要找到一種合適的顯示噴丸層形貌的腐蝕劑及其使用方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)常規(guī)試劑的不足，提供一種用于檢測(cè)奧氏體不銹鋼表面噴丸層的腐蝕劑及其使用方法。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體如下:
[0007]用于檢測(cè)奧氏體不銹鋼表面噴丸層的腐蝕劑，由鹽酸、丙三醇、硝酸、苦味酸乙醇溶液組成，其體積分?jǐn)?shù)為:
[0008]鹽酸一25%?31%;
[0009]丙三醇一26%?28%;
[0010]硝酸一12%?16%;
[0011]苦味酸乙醇溶液一25%?35%。
[0012]作為優(yōu)選:
[0013]鹽酸一29%;丙三醇一27%;硝酸一 12%?15% ;苦味酸乙醇溶液一28%?35%。
[0014]各試劑均選用分析純級(jí)，其中鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36?38%，硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65?68%,
[0015]所述苦味酸乙醇溶液的配置方法是向100mL無水乙醇中加入1?1.5g苦味酸；
[0016]所述腐蝕劑的配置方法為:先將25?31%鹽酸與26?28%丙三醇充分混合后，再依次加入12%?16%硝酸和25%?35%苦味酸乙醇溶液，后一試劑的加入應(yīng)在前一試劑充分溶入混合后再注入。
[0017]用于檢測(cè)奧氏體不銹鋼表面噴丸層的腐蝕劑的使用方法，包括以下步驟:
[0018](1)試樣制備
[0019]選取的試樣檢驗(yàn)面應(yīng)垂直于管子縱軸(噴丸管橫截面)，試樣形狀以長(沿管子縱向):15?20_、寬:20?25_的弧形試樣為宜；
[0020](2)試樣浸蝕
[0021]將經(jīng)磨制拋光好的試樣浸入已配置好的浸蝕劑中，保證試樣拋光面正面朝上，完全浸入在液體中，保持時(shí)間為1?5min，期間可用脫脂棉球浸入腐蝕液中對(duì)拋光表面進(jìn)行輕微擦拭，待到規(guī)定時(shí)間后取出試樣，在靜水中漂洗后，用酒精沖洗試樣磨面，再用熱風(fēng)吹干，即可進(jìn)行顯微觀察；
[0022](3)試樣觀察
[0023]將用上述方法制備好的不銹鋼噴丸層深度測(cè)定試樣，在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀察，由于該浸蝕劑對(duì)晶?；谱冃渭皻堄鄳?yīng)力較大區(qū)域的腐蝕較為強(qiáng)烈，對(duì)未形變基體的腐蝕相對(duì)較弱，因此在顯微鏡下噴丸硬化層與基體組織襯度明顯，能很好地顯示不銹鋼管內(nèi)表面噴丸硬化層區(qū)域；
[0024](4)深度測(cè)量
[0025]在顯微鏡下，選擇合適的放大倍數(shù)以能觀測(cè)到整個(gè)噴丸層形貌為宜，通常采用放大倍數(shù)為100倍或200倍，首先對(duì)試樣整個(gè)截面的噴丸硬化層進(jìn)行觀察，選擇有代表性的區(qū)域，并取5個(gè)視場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，以5個(gè)視場(chǎng)測(cè)量值的平均值作為噴丸硬化層深度。
[0026]通過采用腐蝕劑的浸蝕作用，不銹鋼噴丸硬化層與基體腐蝕程度不一樣。奧氏體不銹鋼經(jīng)固溶處理，基體組織為純奧氏體，腐蝕過程中，基體晶粒內(nèi)形成均勻腐蝕，而不銹鋼內(nèi)表面經(jīng)噴丸處理，導(dǎo)致表面產(chǎn)生極為強(qiáng)烈的塑性變形，晶內(nèi)產(chǎn)生大量的滑移帶和其中的高密度位錯(cuò)線群、層錯(cuò)及形變孿晶，與基體相比，即存在很多晶體缺陷。由于噴丸硬化層晶內(nèi)大量晶體缺陷的存在，各微區(qū)電極電位不同，經(jīng)浸蝕后形成原電池，受浸蝕溶解程度較基體晶?？烨覈?yán)重。因此該浸蝕劑對(duì)晶粒滑移變形及殘余應(yīng)力較大區(qū)域的腐蝕較為強(qiáng)烈，對(duì)未形變基體腐蝕相對(duì)較弱。
[0027]有益效果
[0028]本發(fā)明通過利用金相顯示快速、直觀、簡便的特點(diǎn)，成功找到了一種操作簡便且適用于日常檢驗(yàn)的化學(xué)腐蝕劑配方，通過腐蝕劑的浸蝕作用，不銹鋼噴丸硬化層與基體腐蝕程度不一樣，內(nèi)表面噴丸硬化層受浸蝕溶解程度較基體晶粒快且嚴(yán)重，也就是該浸蝕劑對(duì)晶粒滑移變形及殘余應(yīng)力較大區(qū)域的腐蝕較為強(qiáng)烈，對(duì)未形變基體腐蝕相對(duì)較弱，通過利用此化學(xué)特點(diǎn)，從而可在顯微鏡垂直光照明下，能夠清晰完整的顯示不銹鋼內(nèi)表面噴丸硬化區(qū)域形貌，方便準(zhǔn)確地進(jìn)行不銹鋼噴丸層深度的測(cè)定，為該類材料試驗(yàn)研究、質(zhì)量控制及噴丸工藝調(diào)整提供準(zhǔn)確可靠的技術(shù)依據(jù)。該發(fā)明使用方法操作簡單、使用方便、快捷、重現(xiàn)性好，適用于不銹鋼內(nèi)表面噴丸鋼管的噴丸層深度的日常批量性檢測(cè)。
【附圖說明】
[0029]圖1:常規(guī)方法顯示的內(nèi)表面噴丸不銹鋼試樣的內(nèi)表面形貌
[0030]圖2:S30432噴丸硬化層微觀形貌[0031 ] 圖3:TP347H噴丸硬化層微觀形貌
【具體實(shí)施方式】
[0032]本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0033]實(shí)施例1
[0034]腐蝕劑的各組分按照以下體積分?jǐn)?shù)配比:鹽酸一27%;丙三醇一28%;硝酸一 14%;苦味酸乙醇溶液一31% (100mL無水乙醇中加入1?1.5g苦味酸)；腐蝕劑的配置方法為:先將27%鹽酸與28%丙三醇充分混合后，再依次加入14%硝酸和31%苦味酸乙醇溶液，后一試劑的加入應(yīng)在前一試劑充分溶入混合后再注入。