一种CrMo钢的金相制样方法与流程

本发明属于钢的金相电解腐蚀领域，具体涉及一种crmo钢的金相制样方法。

背景技术

铬钼钢具有淬火性好，对回火脆性倾向少，高温加工性能好，熔接性好，冲击吸收性能好的特性，被广泛应用在制备耐高温阀门和压力容器等领域。但是，在铬钼钢的制造过程中，可能会出现晶粒度较大、枝晶组织明显和热加工过程中开裂等现象，因而在制造过程中掌握其微观组织的演变规律，对成功性能优越的铬钼钢十分重要。

金相检测分析是测试钢材微观组织(如枝晶、析出相、夹杂物、微裂纹、气孔和晶粒度等)的重要手段。在钢材的制造过程，可通过金相检测结果，优化工艺参数，提升产品质量。

钢铁材料相对于有色金属而言更难腐蚀出金相组织，因而一般的盐溶液难以将其进行腐蚀。目前而言，钢铁材料的金相腐蚀方法可分为化学腐蚀和恒电位腐蚀。化学腐蚀一般采用含有较高浓度的强酸腐蚀剂对钢铁材料进行腐蚀，例如采用含硝酸3％-4％硝酸酒精混合溶液作为腐蚀剂；恒电位腐蚀方法是采用电化学的方法，通过电解液对其进行腐蚀，但是其电解液通常为具有腐蚀性的硫酸溶液或氢氟酸-硝酸溶液。因而不论是化学腐蚀还是恒电位腐蚀都采用了腐蚀性酸溶液，对操作者的身体健康和生态环境都存在一定的危害。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种crmo钢的金相制样方法，解决腐蚀过程中需要采用酸性腐蚀液的缺陷，实现钢材金相制样的环保化。

本发明这种crmo钢的金相制样方法，包括以下步骤：

1)制备试样工作电极；

2)配置电解液：配置质量分数为2～4％的氯化钠溶液，作为电解液；

3)电解腐蚀：将步骤1)中的试样工作电极置于步骤2)中的电解液中进行浸泡，接着采用饱和甘汞电极为参比电极，铂金片为辅助电极，进行电解腐蚀，腐蚀完毕后，将试样电极进行清洗干燥后，得到crmo钢金相样品。

所述步骤1)中，试样工作电极的制备包括以下步骤：将crmo钢试样制备成10～15mm的正方形大小，并在试样表面焊接导线后用环氧树脂镶封，镶封完毕后，得到初级试样电极；将初级电极试样进行表面抛光，得到试样工作电极。

所述初级电极试样需要表面抛光至粗糙度ra达到0.2～0.4μm。

所述步骤2)中，电解液的温度需要控制在20℃～35℃。

所述步骤3)中，浸泡时间为900～1200s，电解腐蚀的电位扫描范围为偏离平衡电位向正方向400mv到偏离开路电位向负方向400mv；扫描速率0.003～0.006v/s。

本发明的有益效果：本发明根据crmo钢的特性，采用了电化学腐蚀方法，通过选择特定的腐蚀电位，使多相合金中的各相溶解速度有显著差异，并利用电解液中的氯离子，可以浸入钝化膜，促进腐蚀进行，从而使得crmo钢各相衬度区别开来，更利于金相观察。本发明提供了显示铬钼钢微观组织的新的电解液配置方法，价格便宜，配制方便并解决了现有的腐蚀剂有毒性、对人体健康及环境危害极大的问题。本发明提供了显示铬钼钢微观组织的方法，腐蚀效率高、腐蚀速率快，操作简单易掌握。

附图说明

图1为试样工作电极的制备示意图。

图2为电化学腐蚀过程示意图。

图3为实施例1制备的crmo钢金相样品300倍的显微图片。

图4为实施例2制备的crmo钢金相样品300倍的显微图片。

图5为实施例3制备的crmo钢金相样品300倍的显微图片。

具体实施方式

实施例1

(1)试样工作电极的制备：所用试样为35crmo钢，用电火花切割机获得尺寸为10mm×10mm的正方形试样，接着在试样表面焊接导线后然后用用环氧树脂镶封，得到初级试样电极。将初级试样电极在180#、320#、600#的砂纸上粗磨,接着再用800#、1000#、1200的砂纸细磨(换下一道砂纸时要采用与上一道砂纸磨的方向相垂直的方向)，然后用w1.5的金刚石抛光膏在抛光机上对其进行机械抛光，使其粗糙度ra达到0.4μm，即得试样工作电极(其制备与结构示意图如图1所示)。

(2)电解液的配置：将8g的氯化钠和392g的自来水倒入干净的容器，并搅拌至氯化钠全部溶解，制成浓度为2％的nacl溶液，通过恒温加热装置将溶液加热到30℃。

(3)电解腐蚀：将抛光后的试样工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂金片为参比电极；将试样工作电极在电解液中浸泡大概1200s后，以0.003v/s的扫描速率从偏离平衡电位向正方向400mv的位置到偏离开路电位向负方向400mv的位置，进行极化曲线扫描(其工作示意图如图2所示)；扫描完毕后，电解腐蚀完成，将试样工作电极取出，清洗吹干后，即得crmo钢金相样品。

将crmo钢金相样品放在金相显微镜下，其微观形貌观察如图3所示，从图中可以看出经过电化学腐蚀的crmo钢，可以清晰的看到不同位向的铁素体和片层状珠光体组织。

实施例2

(1)试样工作电极的制备：所用试样为35crmo钢，用电火花切割机获得尺寸为10mm×10mm的正方形试样，接着在试样表面焊接导线后然后用用环氧树脂镶封，得到初级试样电极。将初级试样电极在180#、320#、600#的砂纸上粗磨,接着再用800#、1000#、1200的砂纸细磨(换下一道砂纸时要采用与上一道砂纸磨的方向相垂直的方向)，然后用w1.5的金刚石抛光膏在抛光机上对其进行机械抛光，使其粗糙度ra达到0.4μm，即得试样工作电极。

电解液的配置：将14g的氯化钠和386g的自来水倒入干净的容器，并搅拌至氯化钠全部溶解,制成浓度为3.5％的nacl溶液，通过恒温加热装置将溶液加热到30℃。

(3)电解腐蚀：将抛光后的试样工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂金片为参比电极；将试样工作电极在电解液中浸泡大概1200s后，以0.003v/s的扫描速率从偏离平衡电位向正方向400mv的位置到偏离开路电位向负方向400mv的位置，进行极化曲线扫描；扫描完毕后，电解腐蚀完成，将试样工作电极取出，清洗吹干后，即得crmo钢金相样品。

将crmo钢金相样品放在金相显微镜下，其微观形貌观察如图4所示，从图中可以看出经过电化学腐蚀的crmo钢，可以清晰的看到不同位向的铁素体和片层状珠光体组织。

实施例3

(1)试样工作电极的制备：所用试样为35crmo钢，用电火花切割机获得尺寸为15mm×15mm的正方形试样，接着在试样表面焊接导线后然后用用环氧树脂镶封，得到初级试样电极。将初级试样电极在180#、320#、600#的砂纸上粗磨,接着再用800#、1000#、1200的砂纸细磨(换下一道砂纸时要采用与上一道砂纸磨的方向相垂直的方向)，然后用w1.5的金刚石抛光膏在抛光机上对其进行机械抛光，使其粗糙度ra达到0.2μm，即得试样工作电极。

电解液的配置：将16g的氯化钠和384g的自来水倒入干净的容器，并搅拌至氯化钠全部溶解,制成浓度为4.0％的nacl溶液，通过恒温加热装置将溶液加热到25℃。

(3)电解腐蚀：将抛光后的试样工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂金片为参比电极；将试样工作电极在电解液中浸泡大概900s后，以0.006v/s的扫描速率从偏离平衡电位向正方向400mv的位置到偏离开路电位向负方向400mv的位置，进行极化曲线扫描；扫描完毕后，电解腐蚀完成，将试样工作电极取出，清洗吹干后，即得crmo钢金相样品。

将crmo钢金相样品放在金相显微镜下，其微观形貌观察如图5所示，从图中可以看出经过电化学腐蚀的crmo钢，可以清晰的看到不同位向的铁素体和片层状珠光体组织。