显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液及制备方法和应用与流程

本发明属于超高强度钢奥氏体晶界及晶内微观组织显示技术领域，具体地说是一种显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液及制备方法和应用。

背景技术：

超高强钢一般认为其抗拉强度不小于1000mpa，由于其超高的强度、硬度和良好的韧性，应用于制造各类承受较高应力的结构件和工件。按照合金化程度及显微组织，超高强度钢可分为低合金、中合金和高合金超高强度钢三类。在高合金超高强度钢中又有马氏体时效钢和沉淀硬化不锈钢等。超高强钢的室温20℃条件下的微观组织主要为马氏体、贝氏体和奥氏体，中的一种或者其中多种组合而成。以上微观组织的体积比不少于90％。超高强度钢奥氏体晶粒尺寸的大小对室温下的微观组织形态影响较大，其显示技术显得至关重要。众多研究人员进行了奥氏体晶界腐蚀剂及腐蚀方法的研究，归纳如下：

1、以上大部分试剂和方法主要采用饱和苦味酸溶液、洗涤剂、硫酸铜、氢氟酸、盐酸、二甲苯等作为辅助药品。其各成分比例含量、腐蚀温度和腐蚀时间各不相同。其腐蚀试剂及方法仅仅针对特定成分钢种有效；

2、以上大部分腐蚀夜均含有苦味酸试剂。由于苦味酸具有毒性和爆炸性等危化特性，苦味酸及其主要制剂已被列入最新《危险化学品目录(2015版)》，其cas号为88-89-1、3324-58-1、131-74-8、146-84-9、131-74-8，平常实验过程中较难购买和获取。急需发明不含苦味酸的奥氏体晶界腐蚀剂；

3、以上部分腐蚀方法，在腐蚀过程中需加热，对部分温度敏感的微观组织适用性差而却需要额外加热处理，增加了奥氏体显示操作的难度和成本；

4、针对本发明所研究的超高强钢，由于超高强度钢室温微观组织中的贝氏体和马氏体为体心立方晶体结构，而残余奥氏体为面向立方晶体结构，两者类型的晶体结构的“腐蚀激活能”不一样，目前市面上常用的腐蚀液无法得到其奥氏体晶界，只能得到其晶内贝氏体和马氏体微观结构，不便于对本发明所研究的超高强钢的性能进行判断。

技术实现要素：

为了解决上述背景技术中所存在的技术问题，本发明有三个目的：目的一是提供一种显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液；目的二是提供一种显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液的制备方法；目的三是提供一种显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液的应用，用以解决现有技术中存在的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液，该腐蚀液包括以下组分：冰乙酸、无水乙醇；其中，冰醋酸与无水乙醇的体积比为：1：3-7。

进一步地，该腐蚀液包括以下组分：冰乙酸、无水乙醇；其中，冰醋酸与无水乙醇的体积比为：1：3。

进一步地，该腐蚀液包括以下组分：冰乙酸、无水乙醇；其中，冰醋酸与无水乙醇的体积比为：1：5。

进一步地，该腐蚀液包括以下组分：冰乙酸、无水乙醇；其中，冰醋酸与无水乙醇的体积比为：1：7。

进一步地，所述超高强钢的合金成分按重量百分数计为:c：0.15-0.25％，si：1.5-2.0％，mn：1.0-1.9％，p：≤0.1％，s：≤0.1％，al：0.1-0.2％,nb+v+ti+cr+mo+b：≤2.6％,其余为fe。

一种显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液的制备方法，包括如下步骤：

s1、取冰乙酸置于烧杯中；

s2、取无水乙醇倒入步骤s1的加入冰乙酸的烧杯中，与冰乙酸进行混合，得到显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液。

一种显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液的应用，该腐蚀液用于显示超高强钢奥氏体晶界及晶内贝氏体和马氏体。

进一步地，该腐蚀液的使用方法包括如下步骤：

s1、制样：取金相样品，对所述金相样品进行热镶嵌，得到金相试样；

s2、研磨：将步骤s1中得到的金相试样用金相砂纸或砂轮机进行研磨至表面划痕浅且只有一个方向，得到研磨后的金相试样；

s3、抛光：将所述研磨后的金相试样的待腐蚀表面涂抹金刚石抛光膏，并于抛光机上选择垂直于划痕的方向进行干抛，至划痕几乎消除后进行加水湿抛，得到无划痕的镜面；

s4、腐蚀：将步骤s3得到的金相试样的无划痕的镜面面朝上放置于配好腐蚀液中，静置10-40min，腐蚀环境温度为0℃-40℃；

s5、观察：将步骤s4中的金相试样取出，用水清洗腐蚀面，再用酒精清洗腐蚀面，烘干后，进行观察。

本发明的优点是：本发明选用的冰醋酸和无水乙醇都是常用的化学试剂，其本身毒性远远小于苦味酸，且购买方便，比购买诸如为危险化学品试剂的苦味酸而言相对便捷，降低了购买难度；本发明提供的显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液无需控温能够得到较为清晰的奥氏体晶界；其制备方法简单，可应用于显示本发明研究的超高强钢奥氏体晶界；本发明的腐蚀液巧妙的利用两者之间存在的“腐蚀激活能”差的研究发现，在一段可控的时间内，腐蚀液能达到残余奥氏体的“腐蚀激活能”，而达不到贝氏体和马氏体的“腐蚀激活能”，最终贝氏体和马氏体将不显示，只是清晰的显示奥氏体晶界。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的腐蚀夜对同种超高强钢试样腐蚀后的原始奥氏体金相图；

图2为本发明实施例2的腐蚀夜对同种超高强钢试样腐蚀后的原始奥氏体金相图；

图3为本发明实施例3的腐蚀夜对同种超高强钢试样腐蚀后的原始奥氏体金相图；

图4为本发明对比例1的苦味酸盐酸蒸馏水溶液作为腐蚀剂对超高强钢试样腐蚀后的原始奥氏体金相图；

图5为本发明对比例2苦味酸海鸥牌洗发膏加蒸馏水作为腐蚀剂对超高强钢试样腐蚀后的原始奥氏体金相图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1

配置显示超高强度钢奥氏体晶界的腐蚀液：

s1、取10ml冰乙酸置于烧杯中；

s2、取30ml无水乙醇倒入步骤s1的加入冰乙酸的烧杯中，与冰乙酸进行混合，得到显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液。

该腐蚀液的使用方法包括如下步骤：

s1、制样：取金相样品，对所述金相样品进行热镶嵌，得到金相试样；

s2、研磨：将步骤s1中得到的金相试样用金相砂纸或砂轮机进行研磨至表面划痕浅且只有一个方向，得到研磨后的金相试样；

s3、抛光：将所述研磨后的金相试样的待腐蚀表面涂抹金刚石抛光膏，并于抛光机上选择垂直于划痕的方向进行干抛，至划痕几乎消除后进行加水湿抛，得到无划痕的镜面；

s4、腐蚀：将步骤s3得到的金相试样的无划痕的镜面面朝上放置于配好腐蚀液中，静置10min，腐蚀环境温度为0℃；

s5、观察：将步骤s4中的金相试样取出，用水清洗腐蚀面，再用酒精清洗腐蚀面，烘干后，进行观察。

实施例2

配置显示超高强度钢奥氏体晶界的腐蚀液：

s1、取10ml冰乙酸置于烧杯中；

s2、取70ml无水乙醇倒入步骤s1的加入冰乙酸的烧杯中，与冰乙酸进行混合，得到显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液。

该腐蚀液的使用方法包括如下步骤：

s1、制样：取金相样品，对所述金相样品进行热镶嵌，得到金相试样；

s2、研磨：将步骤s1中得到的金相试样用金相砂纸或砂轮机进行研磨至表面划痕浅且只有一个方向，得到研磨后的金相试样；

s3、抛光：将所述研磨后的金相试样的待腐蚀表面涂抹金刚石抛光膏，并于抛光机上选择垂直于划痕的方向进行干抛，至划痕几乎消除后进行加水湿抛，得到无划痕的镜面；

s4、腐蚀：将步骤s3得到的金相试样的无划痕的镜面面朝上放置于配好腐蚀液中，静置40min，腐蚀环境温度为40℃；

s5、观察：将步骤s4中的金相试样取出，用水清洗腐蚀面，再用酒精清洗腐蚀面，烘干后，进行观察。

实施例3

配置显示超高强度钢奥氏体晶界的腐蚀液：

s1、取10ml冰乙酸置于烧杯中；

s2、取50ml无水乙醇倒入步骤s1的加入冰乙酸的烧杯中，与冰乙酸进行混合，得到显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液。

该腐蚀液的使用方法包括如下步骤：

s1、制样：取金相样品，对所述金相样品进行热镶嵌，得到金相试样；

s2、研磨：将步骤s1中得到的金相试样用金相砂纸或砂轮机进行研磨至表面划痕浅且只有一个方向，得到研磨后的金相试样；

s3、抛光：将所述研磨后的金相试样的待腐蚀表面涂抹金刚石抛光膏，并于抛光机上选择垂直于划痕的方向进行干抛，至划痕几乎消除后进行加水湿抛，得到无划痕的镜面；

s4、腐蚀：将步骤s3得到的金相试样的无划痕的镜面面朝上放置于配好腐蚀液中，静置25min，腐蚀环境温度为20℃；

s5、观察：将步骤s4中的金相试样取出，用水清洗腐蚀面，再用酒精清洗腐蚀面，烘干后，进行观察。

对比例1

配制苦味酸盐酸蒸馏水溶液腐蚀剂：

取70ml蒸馏水加入到小烧杯中，加入1.5g海鸥牌洗发膏和2.5g苦味酸，并将此小烧杯放入到盛有水的大烧杯中，用电炉子将对大烧杯加热，使小烧杯处于水浴状态，当指示温度为40℃时,加入一滴二甲苯和极少量cucl2(搅拌)；当指示温度为50℃时候加入一滴hcl和一滴hf(搅拌)。当指示温度为54℃(腐蚀剂实际温度为50℃左右)时，保温大约20-30min。

对金相样品进行腐蚀：

s1、制样：取金相样品，对所述金相样品进行热镶嵌，得到金相试样；

s2、研磨：将步骤s1中得到的金相试样用金相砂纸或砂轮机进行研磨至表面划痕浅且只有一个方向，得到研磨后的金相试样；

s3、抛光：将所述研磨后的金相试样的待腐蚀表面涂抹金刚石抛光膏，并于抛光机上选择垂直于划痕的方向进行干抛，至划痕几乎消除后进行加水湿抛，得到无划痕的镜面；

s4、腐蚀：用镊子夹持步骤s3得到的金相试样，使其待腐蚀面朝上放于配好腐蚀剂中，并不停晃动，控制时间15-35s，腐蚀环境温度为0℃-40℃；

s5、观察：将步骤s4中的金相试样取出，用水清洗腐蚀面，再用酒精清洗腐蚀面，烘干后，进行观察。

对比例2

配制苦味酸海鸥牌洗发膏加蒸馏水腐蚀剂：

取100ml蒸馏水加入到小烧杯中，加入4g海鸥牌洗发膏和5g苦味酸，用电炉子将对大烧杯加热，使小烧杯处于水浴状态，把腐蚀剂煮沸3-5min，然后停止加热，使腐蚀剂逐渐冷却至60℃，保温。

对金相样品进行腐蚀：

s1、制样：取金相样品，对所述金相样品进行热镶嵌，得到金相试样；

s2、研磨：将步骤s1中得到的金相试样用金相砂纸或砂轮机进行研磨至表面划痕浅且只有一个方向，得到研磨后的金相试样；

s3、抛光：将所述研磨后的金相试样的待腐蚀表面涂抹金刚石抛光膏，并于抛光机上选择垂直于划痕的方向进行干抛，至划痕几乎消除后进行加水湿抛，得到无划痕的镜面；

s4、腐蚀：用镊子夹持步骤s3得到的金相试样，使其待腐蚀面朝上放于配好腐蚀剂中，晃动几下，使表面充分受到腐蚀剂的侵蚀，保持1分30秒取出；

s5、观察：将步骤s4中的金相试样取出，用水清洗腐蚀面，再用酒精清洗腐蚀面，烘干后，进行观察。

通过图1至图5的原始奥氏体金相图能够表明本发明提供的显示超高强钢奥氏体晶界的腐蚀液能够清晰完整的展现本发明研究的超高强刚的奥氏体晶界，而对比例1和对比例2则无法显示奥氏体晶界。

需要解释的是，本实施例1-3分别选用0℃、20℃以及40℃并非是本发明提供的显示超高强钢奥氏体晶界及晶内贝氏体和马氏体的腐蚀液需要进行温度控制，而是为了验证在0℃、20℃以及40℃不同季节和区域的室温条件下本发明的提供的显示超高强钢奥氏体晶界及晶内组织贝氏体和马氏体的腐蚀液均能进行腐蚀操作，从而证明本发明提供的显示超高强钢奥氏体晶界及晶内贝氏体和马氏体的腐蚀液在室温下便能进行腐蚀操作，无需加热。

同时，本发明提供的显示超高强钢奥氏体晶界及晶内贝氏体和马氏体的腐蚀液在腐蚀过程中可以根据观察的需求在腐蚀过程中随时取出样品进行观察，便于对奥氏体晶界的腐蚀过程进行观察并记录，操作便捷，且能清晰的反应奥氏体晶界的腐蚀过程，便于后期预测超高强刚性能，从而确保超高强刚性能预测的准确性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不是本发明的全部实施例，不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术，为了突出本发明的创新特点，上述技术特征在此不再赘述。