鋼鐵材料常見的40種浸蝕劑以及金相試驗方法

嘉峪檢測網 2020-07-28 17:48

在與金屬有關的實驗過程中，往往不可避免的要用到金相試樣制備技術，而其中最為關鍵的是針對一定的材料選擇合適的浸蝕劑及浸蝕方法，只有這樣才能制好我們需要的金相試樣。這里，我們就將常見的浸蝕劑及其適用對象與方法簡單羅列如下。

這里，我們就將常見的浸蝕劑及其適用對象與方法簡單羅列如下

序號	成分	適用對象	腐蝕方法
1	1:1(容積比工業鹽酸水溶液)	大多數鋼種
2	鹽酸10份，硝酸1份，水10份（容積比）	奧氏體不銹鋼耐熱鋼	60-70℃熱蝕時間: 5-25min
3	鹽酸38份，硫酸12份，水50份（容積比）	碳素鋼合金鋼高速工具鋼	60-80℃熱蝕時間: 15~25min
4	鹽酸500mL,硫酸35mL，銅150g	大多數鋼種	室溫浸蝕在浸蝕過程中,用毛刷不斷擦拭試樣表面, 去除表面沉淀物
5	三氯化鐵200g，硝酸300mL，水100mL	大多數鋼種	室溫浸蝕或擦拭1~5min
6	鹽酸30mL，三氯化鐵50g，水70 mL	大多數鋼種	室溫浸蝕
7	10%~40%硝酸水溶液 (容積比)	碳素鋼合金鋼	室溫浸蝕25%硝酸水溶液為通用浸蝕劑
8	10%~20%過硫酸銨水溶液	碳素鋼合金鋼顯示技晶及粗晶組織	室溫浸蝕或擦拭
9	三氯化鐵飽和水溶500ml 硝酸 10ml	碳素鋼合金鋼	室溫浸蝕
10	硝酸 1份鹽酸 3份	不銹鋼及高鉻高鎳合金鋼	室溫浸蝕
11	硫酸銅溶液100mL，鹽酸500mL,水500mL	奧氏體不銹鋼	室溫浸蝕也可以加熱使用
12	硝酸60mL,鹽酸200mL，氯化高鐵50g，過硫酸銨30g，水50mL	精密合金高溫合金	室溫浸蝕
13	工業氯化銅銨12g，鹽酸5mL，水100mL	鋼的結晶組織	浸蝕30~60min
14	硝酸10mL，硫酸10mL，水20mL	顯示鑄態組織和鑄鋼晶粒度	室溫浸蝕
15	鹽酸50mL，硝酸25mL，水25mL	高合金鋼高速鋼鐵-鈷和鎳基高溫合金	室溫浸蝕
16	重鉻酸鉀 25g，鹽酸100mL，硝酸10mL，水100mL	鐵素體及奧氏體不銹鋼	60~70℃熱蝕，時間:30~60min
17	Nital:硝酸1~5mL酒精100mL	淬火馬氏體、珠光體、鑄鐵等	室溫浸蝕

18	Picral: 苦味酸4g, 酒精100mL	珠光體、馬氏體、貝氏體、滲碳體	室溫浸蝕
19	Vilella’s: 鹽酸5mL, 苦味酸1g, 苦味酸1g	回火馬氏體及奧氏體晶粒	室溫浸蝕
20	鹽酸10mL, 硝酸3mL, 酒精100mL	高速鋼回火后晶粒、氮化層、碳氮化層	室溫浸蝕
21	氯化高鐵5g鹽酸15mL 水100mL	純銅、黃銅及其他銅合金	室溫浸蝕
22	(NH4)2S2O3 10g 水100mL	純銅、黃銅及其他銅合金	室溫浸蝕
23	氫氟酸1mL水200m L	鋁及鋁合金	室溫浸蝕
24	氫氧化鈉1g 水100mL	鋁及鋁合金	不要沾染皮膚
25	Keller’s: 氫氟酸2mL 鹽酸3mL 硝酸5mL 水190m L	鋁及鋁合金	室溫浸蝕
26	Marble’s: 硫酸銅5g 鹽酸50mL 水50mL	高溫合金	室溫浸蝕
27	Murakami's: 赤血鹽5g(10g) 氫氧化鈉5g(10g) 水100mL	碳化鈦鍍層	室溫浸蝕
228	Kalling's 1: 氯化銅2g 鹽酸40mL 95%乙醇40~80mL 水40mL		室溫浸蝕
29	Kalling's 2: 氯化銅2g 鹽酸40mL 95%乙醇40~80mL		室溫浸蝕
30	90~99ml甲醇或酒精+1~10ml硝酸	適用于鐵，碳鋼，合金鋼以及鑄鐵的常用腐蝕劑，顯示a晶界及組織。	室溫浸蝕
31	100mL酒精+4g苦味酸	多用于鐵素體和碳化物組成的組織結構，不能顯示鐵素體晶界	室溫浸蝕
32	飽和苦味酸少量潤滑劑	多用于顯示初生奧氏體晶界，非常適用于馬氏體和貝氏體鋼	室溫浸蝕
33	150mL水 50mL鹽酸 25mL硝酸 1g氯化銅	用于含18％鎳的馬氏體時效鋼，馬氏體和沉淀硬化不銹鋼	室溫浸蝕
34	100mL水 25g NaOH 2g苦味酸	特別適用于McQuaid-Ehn碳化試樣，Darkens碳化物，溶液腐蝕1~15分鐘或電解腐蝕6V（DC）,0.5A/cm2,30~120秒可以顯示高碳鋼奧氏體晶界	室溫浸蝕
35	3份鹽酸+2份甘油+1份硝酸	適用于奧氏體不銹鋼。顯示晶粒結構，和碳化物的輪廓，現用現配，不能儲存，擦拭試樣	室溫浸蝕
36	100mL酒精+100mL鹽酸+5g氯化銅	用于奧氏體和雙相不銹鋼，鐵素體容易侵蝕，碳化物不被侵蝕，奧氏體被輕度腐蝕，室溫下擦拭或侵蝕，可以儲存	室溫浸蝕
37	15mL鹽酸 10mL醋酸 5mL硝酸 2滴甘油	適用于高合金不銹鋼，先用現配	室溫浸蝕
38	100mL水 +K2Fe(CN)6+10gKOH或NaOH	多適用于鐵素體不銹鋼，鐵素體發黃或者棕黃，奧氏體不被侵蝕	CN-有劇毒，注意安全
39	100mL水+10g草酸	6 V （DC）用于不銹鋼電解腐蝕，15~30秒顯示碳化物，45~60秒顯示晶界	室溫浸蝕
40	100mL水+20gNaOH	用于馬氏體，沉淀硬化成雙相鋼中鐵素體的著色	3~5 V（DC），20℃，5秒，顯示鐵素體輪廓和著深棕褐色

試樣的選取是金相分析的第一步。試樣選取好壞直接決定了實驗結果的好壞，其重要性毋庸置疑。一般而言，試樣的選取分為試樣的取樣部位及檢驗面的選擇、試樣截取過程、試樣的尺寸選擇，而對于形狀特殊或尺寸細小不易握持的試樣，還要進行鑲嵌或機械夾持。下面詳述金相試樣選取的四個過程。

一、試樣的取樣部位及檢驗面選擇

取樣部位及檢驗面的選取需根據分析材料的特點、加工工藝以及熱處理過程而確定。而生產中常規檢驗所用試樣的取樣部位、形狀、尺寸都有明確的規定。

1、研究失效分析材料，應該根據其失效的原因，分別在材料失效部位和完好部位取樣，以便于對比分析。

2、研究樣品為鑄件，必須從表面到心部，從上部到下部觀察其組織差異，以了解偏析情況，以及縮孔疏松及冷卻速度對組織的影響。

3、軋制型材或鍛件取樣應考慮表層有無脫碳、折迭等缺陷，以及非金屬夾雜物的鑒定。所以要在橫向和縱向上截取試樣，橫向試樣主要研究表層缺陷及非金屬夾雜物的分布，對于很長的型材應在兩端分別取樣，以便比較夾雜物的偏析情況，縱向試樣主要研究夾雜物的形狀；鑒別夾雜物的類型，觀察晶粒粒長的程度，估計逆性形變過程中冷變形的程度。

4、熱處理后的零件由于其金相組織均勻，可以截取任一截面的試樣，但表面化學熱處理和鍍層部件取樣應垂直于表面，以便觀察其組織和測試其厚度。

金相試樣取樣部位確定以后，應進一步確定那一個試樣面作為磨面。一般在研究結果或檢驗報告上所列金相圖片，必須說明試樣截取的部位與金相磨面的方向，有些情況下還應該繪圖示意標出。

二、試樣截取方式

取樣時，根據被檢驗材料的軟硬程度采取不同的方法：

1、對于硬度較低的材料，可以用鋸、車、刨等加工方法；

2、對于硬度較高的材料，可以用砂輪切片機切割或電火花切割等方法。

3、對于硬而脆的材料，可以用錘擊方法。

4、在大工件上取樣，可用氧氣切割等方法。

5、在用砂輪切割或電火花切割時，應采取冷卻措施，以免試樣因受熱而引起組織變化。

三、試樣尺寸

金相試樣的大小以便于握持、易于磨制為準。通常顯微試樣為直徑15mm、高15~20mm的圓柱體或邊長為15~25mm的立方體。

四、試樣鑲嵌

對于形狀特殊或尺寸細小不易握持的試樣，如帶、絲、片、管，制備試樣，要進行鑲嵌或機械夾持。鑲嵌分冷鑲嵌和熱鑲嵌二種。

金相試驗操作步驟和操作方法

1.試樣制備：

1.1試樣截取的方向，部位和數量，應根據金屬類別、制造方法，技術條件或雙方協議的規定進行。
1.2.試樣尺寸以面積小于200mm，厚度15～20mm為宜，一般選用16X20mm試用.

1.3試樣可用手鋸、鋸床或切割機床等切取，不論用何種方法取樣均應注意試樣的溫度條件，必要時用水

冷卻，以避免正式試樣因過熱而改變其組織。

2.試樣的研磨

2.1準備好的試樣，先在粗砂輪上磨平，候磨痕均勻一致后，即移至細砂輪上續磨，磨時須用水冷卻試樣，使金屬的組織不因受熱而發生變化。

2.2經砂輪磨好、洗凈、吹干后的試樣，隨即依次在由粗到細的各號砂紙上磨制，可采用在預磨機上進行磨制，從粗砂紙到細砂紙、再換一次砂紙，試樣須轉90°角與舊磨良成垂直方向。

2.3經預磨后的試樣，先在拋光機上進行粗拋光(拋光織物為細絨布、拋光液為W2.5金剛石拋光膏)，然后進行精拋光(拋光織物為錦絲絨，拋光液為W1.5金剛石拋光膏)拋光到試樣上的磨痕完全除去而表面像鏡面時為止，即粗糙度為Ra0.04以下。

3.試樣的浸蝕

3.1精拋后的試樣，便可浸入盛于玻璃皿之浸蝕劑中進行浸蝕。浸蝕時，試樣可不時地輕微移動，但拋光面不得與皿底接觸。

3.2浸蝕劑一般采用4％硝酸酒精溶液。

3.3浸蝕時間視金屬的性質、檢驗目的及顯微檢驗的放大倍數而定，以能在顯微鏡下清晰顯出金屬組織為宜。

3.4試樣浸蝕完畢后，須迅速用水洗凈，表面兩用，酒精洗凈，然后用吹風機吹干。

4.金相顯微組織檢驗

4.1金相顯微鏡操作按儀器說明書規定進行。

4.2金相檢驗包括浸蝕前的檢驗和浸蝕后的檢驗，浸蝕前主要檢驗鋼件的夾雜物和鑄件的石墨形態、浸蝕后的檢驗為試樣的顯微組織。按有關金相標準進行檢驗。

5.使用金相顯微鏡注意事項：

5.1取用鏡頭時，應避免手指接觸透鏡的表面，鏡頭平時應放在干燥器中妥善有效。

5.2物鏡與試樣表面接近時，調節時勿使物鏡頭與試樣接觸。

5.3顯微鏡不使用時需用防塵罩蓋起。

來源：Internet

鋼鐵材料常見的40種浸蝕劑以及金相試驗方法

金相試驗操作步驟和操作方法

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