[发明专利]一种409L铁素体不锈钢用复合侵蚀剂及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢技术，特别属于409L铁素体不锈钢金相侵蚀剂配比和其配套使用方法。

背景技术

冷轧409L铁素体不锈钢退火后的显微组织是评判冷轧、退火工艺是否合理的重要手段，也是产品最终性能的主要影响因素，如何能真实、快速地反映409L铁素体不锈钢的显微结构是其中一项关键技术。

要显示金属材料的显微组织，首要条件必须腐蚀出晶界和不同相晶粒的不同颜色。绝大多数铁素体不锈钢在常温下为单相组织，故侵蚀过程无法利用电化学微电池效应，而只能采取化学腐蚀(溶解)的方法。其原理为：

在铁素体不锈钢侵蚀时由于晶界位错富集、原子排列紊乱，缺陷及杂质较多，具有较高的能量，故晶界容易被侵蚀而呈沟壑状。在显微镜下观察时，使光线在晶界处被反射而不能进入物镜，因次显示出一条条黑色的晶界。同时，铁素体不锈钢各个晶粒的成分虽然相同，但由于其原子排列位相不同，也会使磨面上各个晶粒的侵蚀程度不一致，在垂直光线照射下呈现出明暗不一的颜色，(见图1)。

就目前钢铁材料显微组织显示方法而言，虽然新的技术层出不穷，但侵蚀法仍然是最主要、最经济的一种显微组织显示方法。对于409L铁素体不锈钢来说，抛光后的试样在光学显微镜下观察时，除了研磨时产生的划痕、钢中的大型非金属夹杂、钢中原有的裂纹等以外，只能看到平滑、光亮的试样磨面，如果需要在光学显微镜下进行不锈钢铁素体显微组织研读或判定，则必须进行试样的侵蚀操作，使所需观察的显微组织在侵蚀剂的作用下呈现不同的颜色，以达到区别不同组织和显示晶界的作用。侵蚀的方法有多种，如化学法、电解法等，其中最常用的是化学侵蚀法，其机理是利用侵蚀液在试样表面所产生的化学溶解作用或电化学作用来显示特定的组织形态或取向。

409L铁素体不锈钢金相测试中常用的侵蚀剂主要为氯化铁盐酸水溶液、醋酸盐酸硝酸混合溶液、王水甘油溶液等，都是在同一溶液中完成钝化膜破坏、晶界腐蚀等功能的操作模式，其溶液成分范围(重量百分比)为：

氯化铁盐酸水溶液：氯化铁2~4.5％，盐酸25~40％，其余为蒸馏水；

醋酸盐酸硝酸混合溶液：醋酸25~33％，硝酸23~28％，其余为盐酸溶液；

王水甘油溶液：硝酸14~21％，甘油47~57％，双氧水7~12％，其余为盐酸溶液。

在长期实践过程中发现，但由于409L铁素体不锈钢的耐腐蚀特点，在使用上述侵蚀剂后铁素体显微组织显示存在下列问题：

1.侵蚀剂起效(破坏钝化膜)慢，但侵蚀(晶界)速度快，使试样侵蚀时间把握困难，金相显示质量不稳定，(见图2)。

2.由于晶界显示不清晰，若延长侵蚀时间极易形成过腐蚀，导致侵蚀过程失败，(见图3)。

3.溶液失效速度快，持续利用时间短(3天至1周)。

发明内容

本发明的目的是提供一种409L铁素体不锈钢用复合侵蚀剂及其使用方法，用以提高409L铁素体不锈钢金相测试中试样侵蚀后的质量，提供清晰、真实的微结构图像。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种409L铁素体不锈钢用复合侵蚀剂，具体包括：

(1).侵蚀剂1：其重量百分配比为：苦味酸4.4～4.7％，37％盐酸水溶液5.2～14.9％，氯化苯甲烃铵1.0～6.0％，乙醇74.4～89.4％；

(2).侵蚀剂2：其重量百分配比为：盐酸12～35％，其余为蒸馏水。

所述侵蚀剂2中的蒸馏水可用乙醇代替。(注：所述12～35％为盐酸中HCL的百分含量)

一种409L铁素体不锈钢用复合侵蚀剂的使用方法，具体包含以下步骤：

侵蚀剂1和侵蚀剂2各侵蚀1次称为1个循环，根据试样表面情况侵蚀1至数个循环直至晶界完全显示。

所述侵蚀剂的使用方法，将抛光后试样先浸入侵蚀剂1中，抛光面朝下轻轻晃动，40~70秒后取出试样直接浸入侵蚀剂2，60秒后取出洗净、烘干并观察腐蚀情况；每个循环试样在侵蚀剂1中的停留时间比上一循环递减10秒，最小试样停留时间为10秒，侵蚀剂2中试样停留时间保持不变。

本发明铁素体不锈钢用组合侵蚀剂组成确定的理由如下：