不锈钢/碳钢复合板金相组织的电解腐蚀方法
【专利摘要】本发明是一种不锈钢/碳钢复合板金相组织的电解腐蚀方法。该方法通过2～10%硝酸的酒精溶液对碳钢进行腐蚀和5～60%的铬酸溶液对不锈钢进行电解腐蚀的分别作用，可以实现在电解腐蚀不锈钢一侧的同时，对碳钢的金相组织影响极小。本发明腐蚀效果好，能够清晰的显现不锈钢/碳钢复合板的金相组织。
【专利说明】
不锈钢/碳钢复合板金相组织的电解腐蚀方法
技术领域
[0001] 本发明涉及不锈钢/碳钢复合板金相组织的电解腐蚀剂及腐蚀方法，属于金相腐 蚀技术领域。
【背景技术】
[0002] 不锈钢/碳钢复合板是以碳钢为基板和以不锈钢为覆板经过一定方法(热乳法、冷 乳法、爆炸法等)复合而成，它即具有不锈钢的耐腐蚀、耐高温性，又有碳钢的成型性、导热 性、可焊性。与纯不锈钢相比，可节约铬镍等贵重金属元素70 %~80%，节约成本30 %~ 50%。目前，不锈钢复合板在石油、化工、海洋、造船、冶金等行业得到了广泛应用。从成本和 节约贵重金属元素方面考虑，不锈钢/碳钢复合板将成为日后的发展趋势。
[0003] 好的不锈钢/碳钢复合板金相腐蚀可以得到晶界显示清晰的组织形貌、判定试样 的晶粒度级别及微量的渗碳体组织鉴别，但不锈钢/碳钢复合板金相腐蚀有两大难点，一是 不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，其金相组织在一般的腐蚀溶液中无法显现出来。二是碳钢 耐腐蚀性较差，其金相组织因碳钢层腐蚀严重也无法显现出来。由于不锈钢/碳钢复合板界 面两边的耐腐蚀性相差很大，使用常规的腐蚀方法很难将复合板界面处的金相组织显示出 来。目前，不锈钢/碳钢复合板金相腐蚀常用的腐蚀剂是一定体积百分比配比的硝酸、盐酸 和水，或者一定体积百分比配比的氢氟酸、硝酸和水，使用这种强酸溶液作为腐蚀剂，很容 易造成碳钢一侧腐蚀过于严重。而在腐蚀方法中，可查阅的腐蚀方法是氯化铁-盐酸-水溶 液，该方法采用了腐蚀性、挥发性、刺激性极强的盐酸，在使用过程中易对实验人员的健康 造成伤害;另外其腐蚀效果并不理想，碳钢层容易造成过腐蚀。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的为针对当前技术中存在的不足，提供一种显现不锈钢/碳钢复合板 金相组织的电解腐蚀方法。该方法腐蚀剂配方简单，无毒无刺激性气味，大大降低了对实验 人员的健康伤害;腐蚀剂不易挥发，能够长期保存并反复使用;通过2~10%硝酸的酒精溶 液对碳钢进行腐蚀和5~60%的铬酸溶液对不锈钢进行电解腐蚀的分别作用，可以实现在 电解腐蚀不锈钢一侧的同时，对碳钢的金相组织影响极小。本发明腐蚀效果好，能够清晰的 显现不锈钢/碳钢复合板的金相组织。
[0005] 本发明所采取的技术方案是：
[0006] -种不锈钢/碳钢复合板金相组织的电解腐蚀方法，为以下两种方法之一任意，
[0007] 其中，方法一，包括以下步骤：
[0008] (1)将不锈钢/碳钢复合板用水磨砂纸打磨后，再用金刚石研磨膏进行机械抛光；
[0009] (2)向机械抛光后的复合板喷涂第一腐蚀剂，停留5~10s;然后用无水乙醇冲洗干 净后烘干；
[0010] (3)将第二腐蚀剂倒入电解腐蚀仪中作为电解液，电解腐蚀仪的阴极材料采用石 墨板，将步骤(2)烘干后的复合板作为阳极，电解腐蚀直流电压3~6V，电流0.35~0.50A，两 电极的距离为15~30mm，电解腐蚀时间为60~90s;
[0011] (4)将步骤(3)电解腐蚀后的复合板从第二腐蚀剂中取出，用无水乙醇冲洗干净后 烘干，得到不锈钢/碳钢复合板金相组织；
[0012] 或者，方法二，包括以下步骤：
[0013] (1)将不锈钢/碳钢复合板用水磨砂纸打磨后，再用金刚石研磨膏进行机械抛光；
[0014] (2)将第二腐蚀剂倒入电解腐蚀仪中作为电解液，电解腐蚀仪的阴极材料采用石 墨板，将步骤（1)机械抛光后的复合板作为阳极，电解腐蚀直流电压3~6V，电流0.35~ 0.50A，两电极的距离为15~30mm，电解腐蚀时间为60~90s;
[0015] (3)将步骤(2)电解腐蚀后的复合板从第二腐蚀剂中取出，用无水乙醇冲洗干净后 烘干；
[0016] (4)向步骤(3)中烘干后的复合板喷涂第一腐蚀剂，停留5~10s;然后用无水乙醇 冲洗干净后烘干，得到不锈钢/碳钢复合板金相组织；
[0017] 其中，第一腐蚀剂为含有2~10%体积分数硝酸的酒精溶液，第二腐蚀剂为质量百 分浓度为5~60 %的铬酸溶液。
[0018] 所述的硝酸的质量百分浓度为65~98%。
[0019] 本发明的实质性特点为：
[0020] 现有技术中，不锈钢的腐蚀剂为一定体积百分比配比的硝酸、盐酸和水，或者是一 定体积百分比配比的氢氟酸、硝酸和水。由于这种腐蚀剂为强酸溶液，在腐蚀不锈钢的同 时，对碳钢的影响很大，不管是先腐蚀碳钢、还是先腐蚀不锈钢，碳钢一侧的腐蚀严重，其金 相组织无法显现出来。本发明的不锈钢/碳钢复合板金相腐蚀方法，不管是先腐蚀碳钢，还 是先腐蚀不锈钢，第二步的腐蚀对第一步的腐蚀影响极小。这种腐蚀法最关键的是不锈钢 层的电解腐蚀，所采用的电解腐蚀剂是质量百分浓度为5~60%的铬酸溶液。铬酸是一种氧 化性酸，其水溶液在室温下性质稳定，不挥发，无气味。在通电后，铬酸作为电化学反应过程 中的氧化剂可将不锈钢表面金属予以溶解，因晶界上原子排列不规则，具有更高的自由能， 所以晶界更易腐蚀。用铬酸作为电解腐蚀剂的优点是在进行电解腐蚀时碳钢层不受影响， 最终可以得到很好的腐蚀效果，不锈钢/碳钢复合板界面组织清晰可见。
[0021] 本发明的有益效果在于：
[0022]本发明的腐蚀剂配方简单，无毒无刺激性气味，大大降低了对实验人员的健康伤 害;腐蚀剂不易挥发，能够长期保存并反复使用;在电解腐蚀不锈钢一侧的同时，碳钢一侧 的腐蚀很小，因而对碳钢的金相组织影响极小，即电解腐蚀前后在金相显微镜下观察碳钢 的组织变化很小，碳钢不会产生过腐蚀;其他腐蚀方法要么碳钢一侧过腐蚀，要么不锈钢一 侧欠腐蚀，结果导致不锈钢/碳钢复合板界面处的组织模糊，相对于其他腐蚀方法，本方法 腐蚀效果好，能够清晰的显现不锈钢/碳钢复合板界面两侧的金相组织。
【附图说明】
[0023]图1为实施例1腐蚀得到的309S不锈钢/Q235碳钢复合板的金相组织，放大倍数为 100 倍；
[0024]图2为实施例2腐蚀得到的309S不锈钢/Q235碳钢复合板的金相组织，放大倍数为 100 倍；
[0025]图3为实施例3腐蚀得到的309S不锈钢/Q235碳钢复合板的金相组织，放大倍数为 100 倍；
[0026]图4为实施例4腐蚀得到的309S不锈钢/Q235碳钢复合板的金相组织，放大倍数为 100 倍；
[0027]图5为实施例5腐蚀得到的309S不锈钢/Q235碳钢复合板的金相组织，放大倍数为 100 倍；
[0028]图6为实施例6腐蚀得到的309S不锈钢/Q235碳钢复合板的金相组织，放大倍数为 100 倍。
[0029] 图7为实施例7腐蚀得到的309S不锈钢/Q235碳钢复合板的金相组织，放大倍数为 100 倍；
[0030] 图8为实施例8腐蚀得到的309S不锈钢/Q235碳钢复合板的金相组织，放大倍数为 100 倍；
[0031]图9为对比例1腐蚀得到的309S不锈钢/Q235碳钢复合板的金相组织，放大倍数为 100 倍；
[0032]图10为对比例2腐蚀得到的309S不锈钢/Q235碳钢复合板的金相组织，放大倍数为 100 倍；
[0033]图11为对比例3腐蚀得到的309S不锈钢/Q235碳钢复合板的金相组织，放大倍数为 100 倍；
[0034]图12为对比例4腐蚀得到的309S不锈钢/Q235碳钢复合板的金相组织，放大倍数为 100 倍。
【具体实施方式】
[0035] 实施例1
[0036] (1)将不锈钢 / 碳钢复合板试样依次经 400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、 2500#、3000#的水磨砂纸打磨后，再用金刚石研磨膏进行机械抛光；
[0037] (2)制备腐蚀剂1:量取质量百分浓度为65%的硝酸4ml、酒精96ml，将量取的硝酸 溶液沿着容器壁缓慢地倒入盛有酒精的玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌均匀；
[0038] (3)用步骤(2)配制的腐蚀剂1对机械抛光后的试样进行喷涂，停留腐蚀时间为6s。
[0039] (4)将步骤(3)腐蚀后的试样从腐蚀剂1中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干。
[0040] (5)制备腐蚀剂2:称取三氧化铬10g、去离子水100ml，依次将去离子水、三氧化铬 倒入玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌至三氧化铬全部溶解，得到铬酸溶液；
[0041] (6)将步骤(5)配制的腐蚀剂2倒入电解腐蚀仪中，电解腐蚀仪的阴极材料采用石 墨板，将步骤(4)烘干后的试样作为阳极(其中，经腐蚀剂1腐蚀的部分浸没于腐蚀剂2中。以 下首先用腐蚀剂1进行腐蚀的实施例同），电解腐蚀直流电压3V，电流0.35A，两电极的距离 为15mm，电解腐蚀时间为90s。
[0042] (7)将步骤(6)腐蚀后的试样从腐蚀剂2中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干，得到 腐蚀后的不锈钢/碳钢复合板金相组织。
[0043] 利用0LYCIA M3型光学显微镜观察腐蚀表面，金相组织见图1。不锈钢/碳钢复合板 界面两侧的金相组织显示清晰，碳钢一侧的组织为珠光体和铁素体组织，不锈钢一侧的组 织为奥氏体组织。把质量百分浓度为5~60%的铬酸溶液作为电解腐蚀剂，在电解腐蚀不锈 钢一侧的同时，碳钢一侧腐蚀很小，因而对碳钢的金相组织影响极小，碳钢一侧不会产生过 腐蚀。其他腐蚀方法要么碳钢一侧过腐蚀，要么不锈钢一侧欠腐蚀，结果导致不锈钢/碳钢 复合板界面处的组织模糊，相对于其他腐蚀方法，本方法腐蚀效果好，能够清晰的显现不锈 钢/碳钢复合板界面两侧的金相组织。
[0044] 实施例2
[0045] (1)将不锈钢 / 碳钢复合板试样依次经 400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、 2500#、3000#的水磨砂纸打磨后，再用金刚石研磨膏进行机械抛光；
[0046] (2)制备腐蚀剂1:量取质量百分浓度为65%的硝酸4ml、酒精96ml，将量取的硝酸 溶液沿着容器壁缓慢地倒入盛有酒精的玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌均匀；
[0047] (3)用步骤(2)配制的腐蚀剂1对机械抛光后的试样进行喷涂，停留腐蚀时间为6s。
[0048] (4)将步骤(3)腐蚀后的试样从腐蚀剂1中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干。
[0049] (5)制备腐蚀剂2:称取三氧化铬10g、去离子水100ml，依次将去离子水、三氧化铬 倒入玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌至三氧化铬全部溶解；
[0050] (6)将步骤(5)配制的腐蚀剂2倒入电解腐蚀仪中，电解腐蚀仪的阴极材料采用石 墨板，将步骤(4)烘干后的试样作为阳极，电解腐蚀直流电压3.5V，电流0.40A，两电极的距 离为20mm，电解腐蚀时间为90s。
[0051] (7)将步骤(6)腐蚀后的试样从腐蚀剂2中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干，得到 腐蚀后的不锈钢/碳钢复合板金相组织。
[0052] 利用0LYCIA M3型光学显微镜观察腐蚀表面，金相组织见图2 [0053] 实施例3
[0054] (1)将不锈钢 / 碳钢复合板试样依次经 400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、 2500#、3000#的水磨砂纸打磨后，再用金刚石研磨膏进行机械抛光；
[0055] (2)制备腐蚀剂1:量取质量百分浓度为80%的硝酸4ml、酒精96ml，将量取的硝酸 溶液沿着容器壁缓慢地倒入盛有酒精的玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌均匀；
[0056] (3)用步骤(2)配制的腐蚀剂1对机械抛光后的试样进行喷涂，停留腐蚀时间为6s。
[0057] (4)将步骤(3)腐蚀后的试样从腐蚀剂1中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干。
[0058] (5)制备腐蚀剂2:称取三氧化铬25g、去离子水100ml，依次将去离子水、三氧化铬 倒入玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌至三氧化铬全部溶解；
[0059] (6)将步骤(5)配制的腐蚀剂2倒入电解腐蚀仪中，电解腐蚀仪的阴极材料采用石 墨板，将步骤(4)烘干后的试样作为阳极，电解腐蚀直流电压4.0V，电流0.45A，两电极的距 离为25mm，电解腐蚀时间为80s。
[0060] (7)将步骤(6)腐蚀后的试样从腐蚀剂2中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干，得到 腐蚀后的不锈钢/碳钢复合板金相组织。
[0061 ] 利用0LYCIA M3型光学显微镜观察腐蚀表面，金相组织见图3
[0062] 实施例4
[0063] (1)将不锈钢 / 碳钢复合板试样依次经 400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、 2500#、3000#的水磨砂纸打磨后，再用金刚石抛光膏进行机械抛光；
[0064] (2)制备腐蚀剂1:量取质量百分浓度为80%的硝酸4ml、酒精96ml，将量取的硝酸 溶液沿着容器壁缓慢地倒入盛有酒精的玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌均匀；
[0065] (3)用步骤(2)配制的腐蚀剂1对机械抛光后的试样进行喷涂，停留腐蚀时间为6s。
[0066] (4)将步骤(3)腐蚀后的试样从腐蚀剂1中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干。
[0067] (5)制备腐蚀剂2:称取三氧化铬25g、去离子水100ml，依次将去离子水、三氧化铬 倒入玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌至三氧化铬全部溶解；
[0068] (6)将步骤(5)配制的腐蚀剂2倒入电解腐蚀仪中，电解腐蚀仪的阴极材料采用石 墨板，将步骤(4)烘干后的试样作为阳极，电解腐蚀直流电压6.0V，电流0.50A，两电极的距 离为30mm，电解腐蚀时间为80s。
[0069] (7)将步骤(6)腐蚀后的试样从腐蚀剂2中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干，得到 腐蚀后的不锈钢/碳钢复合板金相组织。
[0070] 利用0LYCIA M3型光学显微镜观察腐蚀表面，金相组织见图4 [0071] 实施例5
[0072] (1)将不锈钢 / 碳钢复合板试样依次经 400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、 2500#、3000#的水磨砂纸打磨后，再用金刚石抛光膏进行机械抛光；
[0073] (2)制备腐蚀剂2:称取三氧化铬45g、去离子水100ml，依次将去离子水、三氧化铬 倒入玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌至三氧化铬全部溶解；
[0074] (3)将步骤(2)配制的腐蚀剂2倒入电解腐蚀仪中，电解腐蚀仪的阴极材料采用石 墨板，将机械抛光后的试样作为阳极，电解腐蚀直流电压3V，电流0.35A，两电极的距离为 15mm，电解腐蚀时间为70s。
[0075] (4)将步骤(3)腐蚀后的试样从腐蚀剂2中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干。
[0076] (5)制备腐蚀剂1:量取质量百分浓度为90%的硝酸4ml、酒精96ml，将量取的硝酸 溶液沿着容器壁缓慢地倒入盛有酒精的玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌均匀；
[0077] (6)用步骤(5)配制的腐蚀剂1对步骤(4)烘干后的试样(经电解腐蚀的部分)进行 喷涂，停留腐蚀时间为5s。
[0078] (7)将步骤(6)腐蚀后的试样从腐蚀剂1中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干，得到 腐蚀后的不锈钢/碳钢复合板金相组织。
[0079] 利用0LYCIA M3型光学显微镜观察腐蚀表面，金相组织见图5
[0080] 实施例6
[0081 ] (1)将不锈钢 / 碳钢复合板试样依次经 400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、 2500#、3000#的水磨砂纸打磨后，再用金刚石抛光膏进行机械抛光；
[0082] (2)制备腐蚀剂2:称取三氧化铬45g、去离子水100ml，依次将去离子水、三氧化铬 倒入玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌至三氧化铬全部溶解；
[0083] (3)将步骤(2)配制的腐蚀剂2倒入电解腐蚀仪中，电解腐蚀仪的阴极材料采用石 墨板，将机械抛光后的试样作为阳极，电解腐蚀直流电压3.5V，电流0.40A，两电极的距离为 20mm，电解腐蚀时间为70s。
[0084] (4)将步骤(3)腐蚀后的试样从腐蚀剂2中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干。
[0085] (5)制备腐蚀剂1:量取质量百分浓度为90%的硝酸4ml、酒精96ml，将量取的硝酸 溶液沿着容器壁缓慢地倒入盛有酒精的玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌均匀；
[0086] (6)用步骤(5)配制的腐蚀剂1对步骤(4)烘干后的试样进行喷涂，停留腐蚀时间为 5s〇
[0087] (7)将步骤(6)腐蚀后的试样从腐蚀剂1中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干，得到 腐蚀后的不锈钢/碳钢复合板金相组织。
[0088] 利用0LYCIA M3型光学显微镜观察腐蚀表面，金相组织见图6
[0089] 实施例7
[0090] (1)将不锈钢 / 碳钢复合板试样依次经 400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、 2500#、3000#的水磨砂纸打磨后，再用金刚石抛光膏进行机械抛光；
[0091] (2)制备腐蚀剂2:称取三氧化铬60g、去离子水100ml，依次将去离子水、三氧化铬 倒入玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌至三氧化铬全部溶解；
[0092] (3)将步骤(2)配制的腐蚀剂2倒入电解腐蚀仪中，电解腐蚀仪的阴极材料采用石 墨板，将机械抛光后的试样作为阳极，电解腐蚀直流电压4.0V，电流0.45A，两电极的距离为 25mm，电解腐蚀时间为60s。
[0093] (4)将步骤(3)腐蚀后的试样从腐蚀剂2中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干。
[0094] (5)制备腐蚀剂1:量取质量百分浓度为98%的硝酸4ml、酒精96ml，将量取的硝酸 溶液沿着容器壁缓慢地倒入盛有酒精的玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌均匀；
[0095] (6)用步骤(5)配制的腐蚀剂1对步骤(4)烘干后的试样进行喷涂，停留腐蚀时间为 5s〇
[0096] (7)将步骤(6)腐蚀后的试样从腐蚀剂1中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干，得到 腐蚀后的不锈钢/碳钢复合板金相组织。
[0097] 利用0LYCIA M3型光学显微镜观察腐蚀表面，金相组织见图7
[0098] 实施例8
[0099] (1)将不锈钢 / 碳钢复合板试样依次经 400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、 2500#、3000#的水磨砂纸打磨后，再用金刚石抛光膏进行机械抛光；
[0100] (2)制备腐蚀剂2:称取三氧化铬60g、去离子水100ml，依次将去离子水、三氧化铬 倒入玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌至三氧化铬全部溶解；
[0101] (3)将步骤(2)配制的腐蚀剂2倒入电解腐蚀仪中，电解腐蚀仪的阴极材料采用石 墨板，将机械抛光后的试样作为阳极，电解腐蚀直流电压6.0V，电流0.50A，两电极的距离为 30mm，电解腐蚀时间为60s。
[0102] (4)将步骤(3)腐蚀后的试样从腐蚀剂2中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干。
[0103] (5)制备腐蚀剂1:量取质量百分浓度为98%的硝酸4ml、酒精96ml，将量取的硝酸 溶液沿着容器壁缓慢地倒入盛有酒精的玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌均匀；
[0104] (6)用步骤(5)配制的腐蚀剂1对步骤(4)烘干后的试样进行喷涂，停留腐蚀时间为 5s〇
[0105] (7)将步骤(6)腐蚀后的试样从腐蚀剂1中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干，得到 腐蚀后的不锈钢/碳钢复合板金相组织。
[0106] 利用0LYCIA M3型光学显微镜观察腐蚀表面，金相组织见图8
[0107] 对比例1
[0108] (1)将不锈钢 / 碳钢复合板试样依次经 400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、 2500#、3000#的水磨砂纸打磨后，再用金刚石研磨膏进行机械抛光。
[0109] (2)制备腐蚀液:称取质量百分浓度为37.5 %的浓盐酸30ml、质量百分浓度为65 % 的浓硝酸l〇ml，室温下将浓硝酸缓慢地倒入浓盐酸中，并用玻璃棒搅拌；
[0110] (3)将机械抛光后的试样浸入到用步骤(2)配制的腐蚀溶液中，腐蚀时间为6min。
[0111] (4)将步骤(3)腐蚀后的试样从腐蚀液中取出，并用无水乙醇冲洗干净后烘干，得 到腐蚀后的不锈钢/碳钢复合板金相组织。
[0112] 利用0LYCIA M3型光学显微镜观察腐蚀表面，金相组织见图9。
[0113] 对比例2
[0114] (1)将不锈钢 / 碳钢复合板试样依次经 400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、 2500#、3000#的水磨砂纸打磨后，再用金刚石抛光膏进行机械抛光。
[0115] (2)制备腐蚀液:称取三氯化铁5g、去离子水100ml、质量百分浓度为37.5 %的浓盐 酸50ml，室温下将浓盐酸缓慢地倒入去离子水中，并用玻璃棒搅拌，再将三氯化铁倒入盐酸 溶液中，不断用玻璃棒搅拌至三氯化铁完全溶解；
[0116] (3)用步骤(2)配制的腐蚀溶液对试样进行喷涂，停留腐蚀时间为25s。
[0117] (4)将试样从腐蚀液中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干，得到腐蚀后的不锈钢/ 碳钢复合板金相组织。
[0118] 利用0LYCIA M3型光学显微镜观察腐蚀表面，金相组织见图10。
[0119] 对比例3
[0120] (1)将不锈钢 / 碳钢复合板试样依次经 400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、 2500#、3000#的水磨砂纸打磨后，再用金刚石抛光膏进行机械抛光；
[0121] (2)制备腐蚀液1:量取质量百分浓度为65%的硝酸4ml、酒精96ml，将量取的硝酸 溶液沿着容器壁缓慢地倒入盛有酒精的玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌均匀；
[0122] (3)用步骤(2)配制的腐蚀剂1对试样进行喷涂，停留腐蚀时间为6s。
[0123] (4)将步骤(3)腐蚀后的试样从腐蚀剂1中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干。
[0124] (5)制备腐蚀剂2:称取草酸10g、去离子水100ml，依次将去离子水、草酸倒入玻璃 容器中，并用玻璃棒搅拌至草酸全部溶解；
[0125] (6)将步骤(5)配制的电解腐蚀剂倒入电解腐蚀仪中，电解腐蚀仪的阴极材料采用 石墨板，将步骤(4)烘干后的试样作为阳极，电解腐蚀直流电压6.0V，电流0.50A，两电极的 距离为15mm，电解腐蚀时间为30s。
[0126] (7)将步骤(6)腐蚀后的试样从腐蚀剂2中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干，得到 腐蚀后的不锈钢/碳钢复合板金相组织。
[0127] 利用0LYCIA M3型光学显微镜观察腐蚀表面，金相组织见图11
[0128] 对比例4
[0129] (1)将不锈钢 / 碳钢复合板试样依次经 400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、 2500#、3000#的水磨砂纸打磨后，再用金刚石抛光膏进行机械抛光；
[0130] (2)制备腐蚀剂2:称取草酸10g、去离子水100ml，依次将去离子水、草酸倒入玻璃 容器中，并用玻璃棒搅拌至草酸全部溶解；
[0131] (3)将步骤(2)配制的电解腐蚀剂倒入电解腐蚀仪中，电解腐蚀仪的阴极材料采用 石墨板，将机械抛光后的试样作为阳极，电解腐蚀直流电压6.0V，电流0.50A，两电极的距离 为15mm，电解腐蚀时间为30s。
[0132] (4)将步骤(3)腐蚀后的试样从腐蚀剂2中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干。
[0133] (5)制备腐蚀液1:量取质量百分浓度为65%的硝酸4ml、酒精96ml，将量取的硝酸 溶液沿着容器壁缓慢地倒入盛有酒精的玻璃容器中，并用玻璃棒搅拌均匀；
[0134] (6)用步骤(5)配制的腐蚀剂1对步骤(4)烘干后的试样进行喷涂，停留腐蚀时间为 6s〇
[0135] (7)将步骤(6)腐蚀后的试样从腐蚀剂1中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘干，得到 腐蚀后的不锈钢/碳钢复合板金相组织。
[0136] 利用0LYCIA M3型光学显微镜观察腐蚀表面，金相组织见图12。
[0137]
[0138] 从以上实施例可以看出，经过本发明后，不锈钢/碳钢复合板有一侧是耐腐蚀性很 好的不锈钢，为了腐蚀出不锈钢的金相组织，在其金相腐蚀过程中，一般把强酸溶液作为腐 蚀剂，而碳钢是耐腐蚀性很差的金属，在腐蚀不锈钢一侧的同时很容易造成过腐蚀。使用质 量分数为5~60 %的铬酸溶液作为电解腐蚀剂，在通电后，铬酸作为电化学反应过程中的氧 化剂可将不锈钢表面金属予以溶解，因晶界上原子排列不规则，具有更高的自由能，所以晶 界更易腐蚀。电解腐蚀过程中只会腐蚀不锈钢一侧，对碳钢一侧的腐蚀很小，最终可以得到 很好的腐蚀效果，不锈钢/碳钢复合板界面组织清晰可见。
[0139] 本发明未尽事宜为公知技术。
【主权项】
1. 一种不锈钢/碳钢复合板金相组织的电解腐蚀方法，其特征为以下两种方法之一任 其中，方法一，包括以下步骤： (1)将不锈钢/碳钢复合板用水磨砂纸打磨后，再用金刚石研磨膏进行机械抛光； (2 )向机械抛光后的复合板喷涂第一腐蚀剂，停留5~IO S;然后用无水乙醇冲洗干净后 烘干； (3) 将第二腐蚀剂倒入电解腐蚀仪中作为电解液，电解腐蚀仪的阴极材料采用石墨板， 将步骤(2)烘干后的复合板作为阳极，电解腐蚀直流电压3~6V，电流0.35~0.50A，两电极 的距离为15~30mm，电解腐蚀时间为60~90s; (4) 将步骤（3)电解腐蚀后的复合板从第二腐蚀剂中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘 干，得到不锈钢/碳钢复合板金相组织； 或者，方法二，包括以下步骤： (1) 将不锈钢/碳钢复合板用水磨砂纸打磨后，再用金刚石研磨膏进行机械抛光； (2) 将第二腐蚀剂倒入电解腐蚀仪中作为电解液，电解腐蚀仪的阴极材料采用石墨板， 将步骤（1)机械抛光后的复合板作为阳极，电解腐蚀直流电压3~6V，电流0.35~0.50A，两 电极的距离为15~30mm，电解腐蚀时间为60~90s; (3) 将步骤（2)电解腐蚀后的复合板从第二腐蚀剂中取出，用无水乙醇冲洗干净后烘 干； (4) 向步骤(3)中烘干后的复合板喷涂第一腐蚀剂，停留5~IOs;然后用无水乙醇冲洗 干净后烘干，得到不锈钢/碳钢复合板金相组织； 其中，第一腐蚀剂为含有2~10%体积分数硝酸的酒精溶液，第二腐蚀剂为质量百分浓 度为5~60%的铬酸溶液。2. 如权利要求1所述的不锈钢/碳钢复合板金相组织的腐蚀方法，其特征为所述的硝酸 的质量百分浓度为65~98%。
【文档编号】C23F1/28GK105908249SQ201610333572
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】殷福星, 代响林, 刘宝玺, 马久乐
【申请人】河北工业大学