一种中碳钢实际晶粒度腐蚀剂及腐蚀实验方法与流程

本发明属于钢种性能检测技术，具体提供了一种中碳钢实际晶粒度腐蚀剂，以及基于该腐蚀剂的试验方法。

背景技术：

实际晶粒度是指钢在具体热处理或热加工条件下所得到的奥氏体晶粒大小。实际晶粒度基本上反映了钢件实际热处理时或热加工条件下所得到的晶粒大小，直接影响钢冷却后所获得的产物的组织和性能平时所说的晶粒度，如不作特别的说明，一般是指实际晶粒度。中碳钢实际晶粒度的腐蚀一直是困扰检验人员的课题，腐蚀剂和腐蚀方法是影响中碳钢做实际晶粒度过程中能否腐蚀出晶界的关键，本专利采用苦味酸+洗洁精+高氯化铁做腐蚀剂通过一定剂量的配比和操作方法，在中碳钢实际晶粒度腐蚀过程中起到很好的效果，晶界显示很明显，满足了晶粒度评级的要求。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供了一种中碳钢实际晶粒度腐蚀剂，通过如下步骤配置而成，按照水与苦味酸质量比60:1，向清水中加入苦味酸粉末，搅拌至不再溶解为止，制成饱和苦味酸溶液；按照水与洗洁剂质量比60:24，用量筒量取洗洁精倒入上述饱和苦味酸溶液中形成混合液；按照水与高铁酸钾质量比60:0.2，称取高氯化铁加入上述混合液中，搅拌至高氯化铁全部溶解配置成中碳钢腐蚀剂。

所述中碳钢按照质量百分比，包括：c:0.45％、si：0.23％、mn：0.54％、p：0.014％、s：0.006％；或包括c：0.43％、si：0.23％、mn：0.71％、p：0.010％、s：0.023％、cr：0.35％。

根据本发明的另一方面还提供了一种中碳钢实际晶粒度腐蚀实验方法，基于上述中碳钢及上述腐蚀剂，包括如下步骤，

步骤1：棒材取其具有代表性的部位，规格均≥φ60，取横截面1/2半径部位处试样；

步骤2：将上述试样在砂轮机上进行粗磨获得一平整的表面，试样对砂轮的压力为接触砂轮即可，粗磨过程中实时用水冷却试样；

步骤3：经粗磨后的试样在砂纸上细磨，以得到平整而光滑的磨面，细磨基于一套粗细程度不同的金相砂纸上由粗到细一次顺序进行，细磨时试样磨面朝下，均匀向下压在砂纸上；

步骤4：采用抛光机机械抛光，该抛光机包括电动机和抛光圆盘组成，抛光圆盘转速为250～600转/分；抛光时在抛光盘上连续滴注抛光液进行粗抛和细抛；

步骤5：将上述配置好的腐蚀剂倒入烧杯中10ml-20ml，将抛光好的试样进入其中3min～5min；取出后用清水冲洗，同时用棉花团擦拭抛光面附着物；再用蒸馏水冲洗吹干。

进一步的，步骤1中，切取试样尺寸15mm×15mm×10mm，用切割机线切割切取试样。

进一步的，步骤2中，对试样边缘的棱角先行倒角处理。

进一步的，步骤3中金相砂纸上，由粗到细顺序为180目→240目→320目→500目→600目→800目；每更换一号砂纸将试样的研磨方向调转90度，或者在旋转圆盘的预磨机上进行细磨，砂纸顺序与上述相同。

进一步的，抛光盘上铺以细帆布或呢绒或丝绸。

进一步的，步骤4中，粗抛采用呢绒抛光盘，3.5μm金刚石抛光液去除砂纸的磨痕，细抛光采用丝绒抛光盘，2.5μm或以下力度采用cr2o3+洗洁精抛光剂进行抛光。

进一步的，将试样磨面均匀放在旋转的抛光盘上，并沿盘的边缘到中心不断作径向往复运动，抛光时间为3min～5min。

本发明的优势在于：

采用苦味酸+洗洁精+高氯化铁经过一定剂量的配比作为中碳钢进行实际晶粒度腐蚀剂，保证了中碳钢质实际晶粒度晶界的腐蚀效果。腐蚀剂的成本低，配置方法简单、方便。实际生产中腐蚀中碳实际晶粒度晶界明显。本专利发明的实际晶粒度腐蚀剂比4％硝酸酒精腐蚀后的效果明显，操作方便，推动金相检验过程中腐蚀效果进步。本钢采用苦味酸+洗洁精+高氯化铁做腐蚀剂通过一定剂量的配比和操作方法，实现了中碳钢实际晶粒度腐蚀效果的突破。

附图说明

图1为采用本方案所显示的实际晶粒度；

图2为采用本方案所显示的实际晶粒度；

图3为对比方案1所显示的实际晶粒度；

图4为对比方案2所显示的实际晶粒度；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种中碳钢实际晶粒度腐蚀剂，通过如下步骤配置而成，按照水与苦味酸质量比60:1，向清水中加入苦味酸粉末，搅拌至不再溶解为止，制成饱和苦味酸溶液；按照水与洗洁剂质量比60:24，用量筒量取洗洁精，该洗洁精采用市售雕牌洗洁精。倒入上述饱和苦味酸溶液中形成混合液；按照水与高铁酸钾质量比60:0.2，称取高氯化铁加入上述混合液中，搅拌至高氯化铁全部溶解配置成中碳钢腐蚀剂。所述中碳钢45钢按照质量百分比，包括：c:0.45％、si：0.23％、mn：0.54％、p：0.014％、s：0.006％；或s45crs钢包括c：0.43％、si：0.23％、mn：0.71％、p：0.010％、s：0.023％、cr：0.35％。

一种中碳钢实际晶粒度腐蚀实验方法，基于中碳钢，所述的中碳钢的成分组成为包括如下步骤，

(1)试样的加工

显微试样的选取根据研究的目的进行选取，棒材取其具有代表性的部位，以45钢、s45crs钢为例，规格均≥φ60，按要求取横截面1/2半径部位试样。用切割机切取试样。切取试样尺寸15mm×15mm×10mm，切取过程中为了避免使试样的温度过于升高，以免引起金属组织的变化，影响分析结果，尽量采用线切割切取试样。

(2)粗磨

为了获得一个平整的表面需要在砂轮机上进行粗磨，但在磨制时应注意：试样对砂轮的压力不宜过大，否则会在试样表面形成很深的磨痕，增加精磨和抛光的难度；要随时用水冷却试样，以免受热引起组织变化；试样边缘的棱角若无需保存，可先行倒角，以免在细磨及抛光时撕破砂纸或抛光布，甚至造成试样从抛光机上飞出伤人。

(3)细磨

经粗磨后的试样表面虽较平整，但仍还存在有较深的磨痕，为了消除这些磨痕，需要在砂纸上细磨，以得到平整而光滑的磨面，为下一步的抛光做好准备。细磨是在一套粗细程度不同的金相砂纸上，由粗到细一次顺序进行的，顺序为180目→240目→320目→500目→600目→800目。细磨时手指紧握试样，并使磨面朝下，均匀用力向下压在砂纸上。每更换一号砂纸时，须将试样的研磨方向调转90度，也可在旋转圆盘的预磨机上进行细磨，砂纸顺序仍然是180目→240目→320目→500目→600目→800目。

(4)抛光

为了去除细磨时遗留下来的细微磨痕而获得光亮的镜面需要进行抛光处理，制备时采用机械抛光，在专用的抛光机上进行。抛光机主要由电动机和抛光圆盘组成，抛光圆盘转速为250～600转/分。抛光盘上铺以细帆布、呢绒、丝绸等。抛光时在抛光盘上不断滴注抛光液。一般采用两步，粗抛和细抛，粗抛采用呢绒抛光盘，3.5μm金刚石抛光液去除砂纸的磨痕，细抛光采用丝绒抛光盘，2.5μm或以下力度cr2o3+洗洁精抛光剂进行抛光。操作时将试样磨面均匀地在旋转的抛光盘上，并沿盘的边缘到中心不断作径向往复运动。抛光时间一般为3min～5min。抛光结束后，试样表面看不出任何磨痕而呈光亮的镜面。

(5)腐蚀

配置好的腐蚀剂倒入小烧杯中10ml-20ml，将抛光好的试样进入其中3min～5min。取出后用清水冲洗，同时用棉花团擦拭抛光面附着物。然后用蒸馏水冲洗，用电热风吹干，即可在显微镜下看实际晶粒度。

(1)经过苦味酸+洗洁精+高氯化铁腐蚀后的45钢实际晶粒度，参考图1；

(2)经过苦味酸+洗洁精+高氯化铁腐蚀后的s45crs钢实际晶粒度，参考图2；

对比实验中，

(1)经过4％硝酸酒精腐蚀后的45钢实际晶粒度，参考图3；

(2)经过4％硝酸酒精腐蚀后的s45crs钢实际晶粒度，参考图4

通过对比发现，经过苦味酸+洗洁精+高氯化铁腐蚀后的45钢和s45crs钢实际晶粒度比传统的4％硝酸酒精腐蚀图更清晰。

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