奧氏體和鐵素體異種鋼接頭金相組織的顯示方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種種操作簡(jiǎn)便、快捷、安全、浸蝕過(guò)程易控制的奧氏體和鐵素體異種鋼接頭金相組織的顯示方法，步驟為(1)取樣：在奧氏體和鐵素體異種鋼接頭處取樣；(2)浸蝕液配制：浸蝕液包括電解浸蝕液、中間處理浸蝕液、化學(xué)浸蝕液；(3)異種鋼接頭試樣的浸蝕處理：陽(yáng)極不銹鋼鑷子夾持待測(cè)試樣浸入電解浸蝕液中，使待測(cè)試樣分析面與陰極間距離為5?20mm，浸蝕2?10s；浸入中間處理浸蝕液中擦拭表面2?10秒；再浸入化學(xué)浸蝕液中擦拭至表面呈銀灰色；最后用清水沖洗后滴上無(wú)水乙醇，再用吹風(fēng)機(jī)吹干；(4)顯微觀察。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、使用方便快捷，重現(xiàn)性好，適用于日常批量性檢驗(yàn)，對(duì)生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。
【專利說(shuō)明】
奧氏體和鐵素體異種鋼接頭金相組織的顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種理化檢驗(yàn)方法，尤其是一種異種鋼接頭金相組織的顯示方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是以煤炭為主的能源國(guó)家，火力發(fā)電在目前及未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，在整個(gè)電力生產(chǎn)中仍占據(jù)著主導(dǎo)地位，依然是最主要的電力來(lái)源。目前世界上各國(guó)火力發(fā)電提高效率的途徑主要是通過(guò)提高蒸汽參數(shù)，即提高進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽壓力和溫度，因此，超(超)臨界火力發(fā)電機(jī)組得到了大力發(fā)展。
[0003]隨著火力發(fā)電機(jī)組參數(shù)的提高，電站鍋爐使用的鋼材等級(jí)也由碳素鋼到珠光體、貝氏體、馬氏體直至奧氏體耐熱不銹鋼。奧氏體鋼主要用于設(shè)備的高溫部位，而從成本方面考慮，較低溫部位仍然可采用鐵素體鋼。不同的受熱面使用不同等級(jí)的耐熱鋼材料，這在設(shè)計(jì)上既滿足了使用要求，又降低了制造成本，但同時(shí)帶來(lái)了異種鋼對(duì)接焊縫的問(wèn)題。與同種鋼相比，異種鋼接頭試樣的制備較為困難，原因主要有:(I)異種鋼接頭各區(qū)域化學(xué)成分相差懸殊；(2)異種鋼接頭各區(qū)域組織類型存在較大差別；(3)異種鋼接頭中的成分過(guò)渡區(qū)尺寸往往較小，且不同區(qū)域的電位差較大。這些因素均使得異種鋼接頭各區(qū)域電化學(xué)性質(zhì)存在較大差異，其顯示方法與同種鋼相比變得較復(fù)雜、困難。
[0004]目前，對(duì)于異種鋼焊接接頭，特別是由奧氏體與鐵素體組成的異種鋼接頭，很難找到一種單一浸蝕劑能同時(shí)清晰地顯示接頭各區(qū)域的組織形貌。這主要是由于按照傳統(tǒng)比例配制的不銹鋼浸蝕劑都是一些強(qiáng)酸浸蝕劑，對(duì)鐵素體鋼而言，其浸蝕速度過(guò)快，浸蝕程度難以掌握，極易導(dǎo)致鐵素體側(cè)出現(xiàn)過(guò)腐蝕現(xiàn)象。
[0005]探索出奧氏體與鐵素體組成的異種鋼接頭金相組織的顯示方法，完整清晰無(wú)假象的顯示焊接接頭各區(qū)域的微觀組織形貌，為檢驗(yàn)與分析提供良好條件。準(zhǔn)確有效的檢測(cè)奧氏體與鐵素體異種鋼接頭焊接質(zhì)量，更好地反映該類材料焊接工藝的有效性及穩(wěn)定性，對(duì)發(fā)電廠金屬監(jiān)督及壽命管理，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)性，還是從安全運(yùn)行考慮，都具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種操作簡(jiǎn)便、快捷、安全、浸蝕過(guò)程易控制的奧氏體和鐵素體異種鋼接頭金相組織的顯示方法，為異種鋼焊接接頭工藝質(zhì)量控制、工藝方案及質(zhì)量問(wèn)題分析處理提供檢測(cè)依據(jù)。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:奧氏體和鐵素體異種鋼接頭金相組織的顯示方法，包括以下步驟:
[0008](I)取樣:在奧氏體和鐵素體異種鋼接頭處取樣；
[0009](2)浸蝕液配制
[0010]浸蝕液包括電解浸蝕液、中間處理浸蝕液、化學(xué)浸蝕液，其中電解浸蝕液為質(zhì)量百分比為3-10 %的草酸水溶液；中間處理浸蝕液為稀鹽酸;化學(xué)浸蝕液為苦味酸鹽酸乙醇溶液，由0.2-2.5g的苦味酸加入到10ml體積百分比為2-10%的濃鹽酸無(wú)水乙醇溶液中制成；
[0011](3)異種鋼接頭試樣的浸蝕處理
[0012]電解浸蝕的電壓為5-12V，陰極采用不銹鋼板，陽(yáng)極不銹鋼鑷子夾持待測(cè)試樣浸入電解浸蝕液中，使待測(cè)試樣分析面與陰極間距離為5_20mm，浸蝕2-lOs;取出待測(cè)試樣浸入中間處理浸蝕液中擦拭試樣表面2-10秒;再浸入化學(xué)浸蝕液中擦拭待測(cè)試樣表面至表面呈銀灰色;最后用清水沖洗后滴上無(wú)水乙醇，再用吹風(fēng)機(jī)吹干，完成浸蝕；
[0013](4)顯微觀察
[0014]采用光學(xué)顯微鏡對(duì)浸蝕后的奧氏體和鐵素體異種鋼接頭試樣界面進(jìn)行觀察分析，獲得試樣金相組織形貌。
[0015]進(jìn)一步的，奧氏體鋼選用S30432不銹鋼，鐵素體鋼選用T91/92鋼。
[0016]進(jìn)一步的，中間處理浸蝕液為質(zhì)量百分比為14-22%的稀鹽酸溶液。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明浸蝕液配制容易，采用電解浸蝕、中間處理、化學(xué)浸蝕相結(jié)合的浸蝕方法，反應(yīng)過(guò)程穩(wěn)定易控制，浸蝕方法簡(jiǎn)單;并且能夠清晰、完整地顯示出奧氏體和鐵素體異種鋼接頭母材、焊縫、熱影響區(qū)等各區(qū)域的組織形貌，克服了異種鋼性能差異大，傳統(tǒng)金相浸蝕法浸蝕程度難以控制，出現(xiàn)過(guò)腐蝕或其他假象的缺點(diǎn)；從而方便準(zhǔn)確進(jìn)行該類鋼焊接接頭金相組織檢驗(yàn)，為該類焊接接頭試驗(yàn)研究、質(zhì)量控制、質(zhì)量問(wèn)題分析處理及工藝方案制備提供準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)依據(jù)。
[0018]本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單、使用方便快捷，重現(xiàn)性好，適用于日常批量性檢驗(yàn)，對(duì)生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是實(shí)施例3所得的S30432與T91異種鋼熔合線(S30432側(cè))組織形貌；
[0020]圖2是實(shí)施例3所得的S30432與T91異種鋼熔合線(T91側(cè))組織形貌；
[0021]圖3是實(shí)施例3所得的S30432與T91異種鋼中T91兩相區(qū)組織形貌；
[0022]圖4是實(shí)施例3所得的S30432與T91異種鋼中S30432母材組織形貌；
[0023]圖5是實(shí)施例4所得的S30432與T92異種鋼熔合線(S30432側(cè))組織形貌；
[0024]圖6是實(shí)施例4所得的S30432與T92異種鋼熔合線(T92側(cè))組織形貌；
[0025]圖7是實(shí)施例4所得的S30432與T92異種鋼中T92兩相區(qū)組織形貌；
[0026]圖8是實(shí)施例4所得的S30432與T92異種鋼中S30432母材組織形貌。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]本發(fā)明奧氏體和鐵素體異種鋼接頭金相組織的顯示方法，包括以下步驟:
[0029](I)取樣:在奧氏體和鐵素體異種鋼接頭處取同時(shí)具有雙側(cè)金屬的分析試樣，以?shī)W氏體和鐵素體異種鋼結(jié)合面的橫截面為分析面，進(jìn)行磨制拋光，直至表面光滑無(wú)劃痕得待測(cè)試樣；
[0030](2)浸蝕液配制
[0031]浸蝕液包括電解浸蝕液、中間處理浸蝕液、化學(xué)浸蝕液，其中電解浸蝕液為質(zhì)量百分比為3-10%的草酸水溶液；中間處理浸蝕液為質(zhì)量百分比為14-22%的稀鹽酸溶液;化學(xué)浸蝕液為苦味酸鹽酸乙醇溶液，由0.2-2.5g的苦味酸加入到10ml體積百分比為2-10%的濃鹽酸無(wú)水乙醇溶液中制成；以上試劑均選用分析純級(jí);其中濃鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36-38%。
[0032](3)異種鋼接頭試樣的浸蝕處理
[0033]電解浸蝕的電壓為5-12V，陰極采用不銹鋼板，陽(yáng)極不銹鋼鑷子夾持待測(cè)試樣浸入電解浸蝕液中，使待測(cè)試樣分析面與陰極間距離為5_20mm，浸蝕2-lOs;在清晰顯示焊縫和奧氏體鋼顯微組織的同時(shí)，鐵素體鋼側(cè)未受浸蝕或受浸蝕極輕;取出待測(cè)試樣浸入中間處理浸蝕液中擦拭試樣表面2-10秒，主要是擦拭鐵素體鋼側(cè)，以去除由于電解而沉積在待測(cè)試樣表面的腐蝕氧化膜;再浸入化學(xué)浸蝕液中擦拭待測(cè)試樣表面至表面呈銀灰色，以顯示鐵素體鋼側(cè)顯微組織;最后用清水沖洗后滴上無(wú)水乙醇，再用吹風(fēng)機(jī)吹干，完成浸蝕；
[0034](4)顯微觀察
[0035]采用光學(xué)顯微鏡對(duì)浸蝕后的奧氏體和鐵素體異種鋼接頭試樣界面進(jìn)行觀察分析，獲得試樣金相組織形貌。
[0036]實(shí)施例1:
[0037]以S30432不銹鋼和T91鋼接頭組織為例
[0038](I)取樣:在S30432不銹鋼和T91鋼異種鋼接頭處取同時(shí)具有雙側(cè)金屬的分析試樣，以S30432不銹鋼和T91鋼異種鋼結(jié)合面的橫截面為分析面，進(jìn)行磨制拋光，直至表面光滑無(wú)劃痕得待測(cè)試樣；
[0039](2)浸蝕液配制
[0040]浸蝕液包括電解浸蝕液、中間處理浸蝕液、化學(xué)浸蝕液，其中電解浸蝕液為質(zhì)量百分比為3%的草酸水溶液；中間處理浸蝕液為質(zhì)量百分比為14%的稀鹽酸溶液;化學(xué)浸蝕液為苦味酸鹽酸乙醇溶液，由0.2g的苦味酸加入到10ml體積百分比為2%的濃鹽酸無(wú)水乙醇溶液中制成；
[0041](3)異種鋼接頭試樣的浸蝕處理
[0042]電解浸蝕的電壓為5V，陰極采用不銹鋼板，陽(yáng)極不銹鋼鑷子夾持待測(cè)試樣浸入電解浸蝕液中，使待測(cè)試樣分析面與陰極間距離為5mm，浸蝕2s;在清晰顯示焊縫和S30432不銹鋼顯微組織的同時(shí)，T91鋼側(cè)未受浸蝕;取出待測(cè)試樣浸入中間處理浸蝕液中擦拭試樣表面2秒，主要是擦拭T91鋼側(cè)，以去除由于電解而沉積在待測(cè)試樣表面的腐蝕氧化膜;再浸入化學(xué)浸蝕液中擦拭待測(cè)試樣表面至表面呈銀灰色，以顯示T91鋼側(cè)顯微組織;最后用清水沖洗后滴上無(wú)水乙醇，再用吹風(fēng)機(jī)吹干，完成浸蝕；
[0043](4)顯微觀察
[0044]采用光學(xué)顯微鏡對(duì)浸蝕后的S30432不銹鋼和T91鋼接頭試樣界面進(jìn)行觀察分析，獲得試樣金相組織形貌。
[0045]實(shí)施例2:
[0046]以S30432不銹鋼和T92鋼接頭組織為例
[0047](I)取樣:在S30432不銹鋼和T92鋼異種鋼接頭處取同時(shí)具有雙側(cè)金屬的分析試樣，以S30432不銹鋼和T92鋼異種鋼結(jié)合面的橫截面為分析面，進(jìn)行磨制拋光，直至表面光滑無(wú)劃痕得待測(cè)試樣；
[0048](2)浸蝕液配制
[0049]浸蝕液包括電解浸蝕液、中間處理浸蝕液、化學(xué)浸蝕液，其中電解浸蝕液為質(zhì)量百分比為10%的草酸水溶液；中間處理浸蝕液為質(zhì)量百分比為22%的稀鹽酸溶液;化學(xué)浸蝕液為苦味酸鹽酸乙醇溶液，由2.5g的苦味酸加入到10ml體積百分比為10%的濃鹽酸無(wú)水乙醇溶液中制成；
[0050](3)異種鋼接頭試樣的浸蝕處理
[0051]電解浸蝕的電壓為12V，陰極采用不銹鋼板，陽(yáng)極不銹鋼鑷子夾持待測(cè)試樣浸入電解浸蝕液中，使待測(cè)試樣分析面與陰極間距離為20mm，浸蝕1s;在清晰顯示焊縫和S30432不銹鋼顯微組織的同時(shí)，T92鋼側(cè)未受浸蝕;取出待測(cè)試樣浸入中間處理浸蝕液中擦拭試樣表面10秒，主要是擦拭T92鋼側(cè)，以去除由于電解而沉積在待測(cè)試樣表面的腐蝕氧化膜;再浸入化學(xué)浸蝕液中擦拭待測(cè)試樣表面至表面呈銀灰色，以顯示T92鋼側(cè)顯微組織;最后用清水沖洗后滴上無(wú)水乙醇，再用吹風(fēng)機(jī)吹干，完成浸蝕；
[0052](4)顯微觀察
[0053]采用光學(xué)顯微鏡對(duì)浸蝕后的S30432不銹鋼和T92鋼接頭試樣界面進(jìn)行觀察分析，獲得試樣金相組織形貌。
[0054]實(shí)施例3:
[0055]以S30432不銹鋼和T91鋼接頭組織為例
[0056](I)取樣:在S30432不銹鋼和T91鋼異種鋼接頭處取同時(shí)具有雙側(cè)金屬的分析試樣，以S30432不銹鋼和T91鋼異種鋼結(jié)合面的橫截面為分析面，進(jìn)行磨制拋光；
[0057](2)浸蝕液配制
[0058]浸蝕液包括電解浸蝕液、中間處理浸蝕液、化學(xué)浸蝕液，其中電解浸蝕液為質(zhì)量百分比為5%的草酸水溶液；中間處理浸蝕液為質(zhì)量百分比為20%的稀鹽酸溶液;化學(xué)浸蝕液為苦味酸鹽酸乙醇溶液，由0.5g的苦味酸加入到10ml體積百分比為3%的濃鹽酸無(wú)水乙醇溶液中制成；
[0059](3)異種鋼接頭試樣的浸蝕處理
[0060]電解浸蝕的電壓為9V，陰極采用不銹鋼板，陽(yáng)極不銹鋼鑷子夾持待測(cè)試樣浸入電解浸蝕液中，使待測(cè)試樣分析面與陰極間距離為10mm，浸蝕3s;在清晰顯示焊縫和S30432不銹鋼顯微組織的同時(shí)，T91鋼側(cè)未受浸蝕;取出待測(cè)試樣浸入中間處理浸蝕液中擦拭試樣表面3秒，主要是擦拭T91鋼側(cè)，以去除由于電解而沉積在待測(cè)試樣表面的腐蝕氧化膜;再浸入化學(xué)浸蝕液中擦拭待測(cè)試樣表面至表面呈銀灰色，以顯示T91鋼側(cè)顯微組織;最后用清水沖洗后滴上無(wú)水乙醇，再用吹風(fēng)機(jī)吹干，完成浸蝕；
[0061 ] (4)顯微觀察
[0062]采用光學(xué)顯微鏡對(duì)浸蝕后的S30432不銹鋼和T91鋼接頭試樣界面進(jìn)行觀察分析，并能夠直觀觀測(cè)到30432不銹鋼和T91鋼接頭結(jié)合面兩側(cè)組織，即可顯示S30432與T91異種鋼接頭母材、焊縫、熱影響區(qū)等各區(qū)域的組織形貌。接頭各區(qū)域組織形貌顯示較好，組織細(xì)節(jié)清晰完整，第二相顯示真實(shí)無(wú)假象，如圖1-4所示。
[0063]實(shí)施例4:
[0064]以S30432不銹鋼和T92鋼接頭組織為例
[0065](I)取樣:在S30432不銹鋼和T92鋼異種鋼接頭處取同時(shí)具有雙側(cè)金屬的分析試樣，以S30432不銹鋼和T92鋼異種鋼結(jié)合面的橫截面為分析面，進(jìn)行磨制拋光，直至表面光滑無(wú)劃痕得待測(cè)試樣；
[0066](2)浸蝕液配制
[0067]浸蝕液包括電解浸蝕液、中間處理浸蝕液、化學(xué)浸蝕液，其中電解浸蝕液為質(zhì)量百分比為8%的草酸水溶液；中間處理浸蝕液為質(zhì)量百分比為16%的稀鹽酸溶液;化學(xué)浸蝕液為苦味酸鹽酸乙醇溶液，由2.0g的苦味酸加入到10ml體積百分比為8%的濃鹽酸無(wú)水乙醇溶液中制成；
[0068](3)異種鋼接頭試樣的浸蝕處理
[0069]電解浸蝕的電壓為11V，陰極采用不銹鋼板，陽(yáng)極不銹鋼鑷子夾持待測(cè)試樣浸入電解浸蝕液中，使待測(cè)試樣分析面與陰極間距離為15mm，浸蝕5s;在清晰顯示焊縫和S30432不銹鋼顯微組織的同時(shí)，T92鋼側(cè)未受浸蝕;取出待測(cè)試樣浸入中間處理浸蝕液中擦拭試樣表面5秒，主要是擦拭T92鋼側(cè)，以去除由于電解而沉積在待測(cè)試樣表面的腐蝕氧化膜;再浸入化學(xué)浸蝕液中擦拭待測(cè)試樣表面至表面呈銀灰色，以顯示T92鋼側(cè)顯微組織;最后用清水沖洗后滴上無(wú)水乙醇，再用吹風(fēng)機(jī)吹干，完成浸蝕；
[0070](4)顯微觀察
[0071]采用光學(xué)顯微鏡對(duì)浸蝕后的S30432不銹鋼和T92鋼接頭試樣界面進(jìn)行觀察分析，并能夠直觀觀測(cè)到30432不銹鋼和T92鋼接頭結(jié)合面兩側(cè)組織，即可顯示S30432與T92異種鋼接頭母材、焊縫、熱影響區(qū)等各區(qū)域的組織形貌。接頭各區(qū)域組織形貌顯示較好，組織細(xì)節(jié)清晰完整，第二相顯示真實(shí)無(wú)假象，如圖5-8所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.奧氏體和鐵素體異種鋼接頭金相組織的顯示方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)取樣:在奧氏體和鐵素體異種鋼接頭處取樣； (2)浸蝕液配制 浸蝕液包括電解浸蝕液、中間處理浸蝕液、化學(xué)浸蝕液，其中電解浸蝕液為質(zhì)量百分比為3-10%的草酸水溶液；中間處理浸蝕液為稀鹽酸;化學(xué)浸蝕液為苦味酸鹽酸乙醇溶液，由0.2-2.5g的苦味酸加入到10ml體積百分比為2-10%的濃鹽酸無(wú)水乙醇溶液中制成； (3)異種鋼接頭試樣的浸蝕處理 電解浸蝕的電壓為5-12V，陰極采用不銹鋼板，陽(yáng)極不銹鋼鑷子夾持待測(cè)試樣浸入電解浸蝕液中，使待測(cè)試樣分析面與陰極間距離為5-20mm，浸蝕2-lOs;取出待測(cè)試樣浸入中間處理浸蝕液中擦拭試樣表面2-10秒;再浸入化學(xué)浸蝕液中擦拭待測(cè)試樣表面至表面呈銀灰色;最后用清水沖洗后滴上無(wú)水乙醇，再用吹風(fēng)機(jī)吹干，完成浸蝕； (4)顯微觀察 采用光學(xué)顯微鏡對(duì)浸蝕后的奧氏體和鐵素體異種鋼接頭試樣界面進(jìn)行觀察分析，獲得試樣金相組織形貌。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種奧氏體和鐵素體異種鋼接頭金相組織的顯示方法，其特征在于，奧氏體鋼選用S30432不銹鋼，鐵素體鋼選用T91/92鋼。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種奧氏體和鐵素體異種鋼接頭金相組織的顯示方法，其特征在于，中間處理浸蝕液為質(zhì)量百分比為14-22%的稀鹽酸溶液。
【文檔編號(hào)】G01N21/84GK106092710SQ201610457652
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】曾輝, 張學(xué)星, 劉洪杰, 江平, 夏彩滎
【申請(qǐng)人】東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司