用於帶過渡層的雙金屬複合管的金相腐蝕液及其腐蝕方法

2023-06-15 14:46:36 1

專利名稱：用於帶過渡層的雙金屬複合管的金相腐蝕液及其腐蝕方法
技術領域：
本發明屬於雙金屬複合管的檢測領域，尤其涉及帶過渡層的雙金屬複合管的金相檢測。
背景技術：
雙金屬複合管兼有兩種組元金屬的優良性能，經過恰當組合的兩組元金屬複合以後，可以獲得高強度、耐腐蝕以及導電、導熱等綜合性能，使雙金屬在某些特殊環境下能發揮單一金屬難以起到的作用。目前，不鏽鋼和低合金鋼雙金屬複合管，在石油、化工、電力、能源等行業正得到越來越廣泛的應用。目前，國內外學術界與產業界一直致力於雙金屬複合管的研製，日本已經研製成功了多種複合工藝，其中熱軋和熱軋加冷成型工藝實現包覆材料與基材界面的冶金結合。我國採用離心澆鑄工藝，生產出不鏽鋼與低合金鋼複合管也取得了成功。國產雙金屬複合管鋼管的出現，打破了國外的壟斷，大大緩解了此種材料的供求矛盾，擴大了國內化工、石油等行業的選材範圍，也降低了原材料採購成本。而對於不鏽鋼和低合金鋼複合管，由於內外兩層材質不同，兩種金屬結合在一起，在結合面處易出現分層，雜質，裂縫，氣孔等問題。特別是對於採用離心澆鑄工藝製備的雙金屬複合管，不同於其他機械複合工藝，在結合之前都可以對基材和覆材分別檢驗來確定是否滿足標準要求，其只能在複合管本體上檢測基材或覆材的性能，且兩種金屬結合處存在較寬的過渡層。為了確保採用離心澆鑄工藝生產的複合管，其基材和覆材金相檢驗符合各自標準要求，及確認其內部是否存在缺陷和判斷缺陷所在位置，則雙金屬複合管的金相檢驗顯得尤為重要，成為一項必不可少的工作；由於內外兩層材質不同，且兩種金屬結合處還存在較寬的過渡層，金相組織的顯示更為困難，急需找到一種合適的腐蝕試劑，能夠同時腐蝕出不鏽鋼、低合金及寬過渡層三區域的不同組織。

發明內容
本發明的目的在於:針對採用冶金結合工藝生產的，且在不鏽鋼與低合金鋼結合面處存在寬過渡層金屬的不鏽鋼和低合金鋼複合管，提出一種適用於日常金相檢驗的、成本廉價、無汙染的腐蝕劑及其腐蝕方法，能夠把不鏽鋼、低合金鋼、寬過渡層金屬組織同時腐蝕出來，以供檢測需要。本發明目的通過下述技術方案來實現:
一種用於帶過渡層的雙金屬複合管的金相腐蝕液，所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比35-60%的濃鹽酸乙醇溶液製得，三氯化鐵加入量為0.01-0.04g/ml。作為優選方式，所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比40-55%的濃鹽酸乙醇溶液製得，三氯化鐵加入量為0.0 1-0.03g/ml。作為進一步優選方式，所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比50%的濃鹽酸乙醇溶液製得，三氯化鐵加入量為0.02-0.03g/ml。
一種前述用於帶過渡層的雙金屬複合管的金相腐蝕液的腐蝕方法，將拋光好的試樣完全浸入腐蝕液中，保持時間0.3-2Min。工作過程為:將經磨製拋光好的試樣浸入已配置好的腐蝕液中，試樣拋光面正面朝上，完全浸入在液體中，期間可用脫脂棉球浸入腐蝕液中對拋光表面進行輕微擦拭，保持時間為0.3-2Μ Π (優選1-1.5Min)，待到規定時間後取出試樣，在靜水中漂洗後用熱風吹乾即可進行顯微觀察。採用的溶液成分:0.01-0.04g/ml三氯化鐵；35_60%濃鹽酸(分析純)乙醇(分析純)溶液(濃鹽酸比乙醇體積比)。將用上述方法腐蝕好的雙金屬複合管試樣，在光學顯微鏡下進行觀察複合管中不鏽鋼、低合金鋼、寬過渡層的顯微組織。通過該腐蝕劑可迅速一次性顯示出不鏽鋼、低合金鋼、寬過渡層三區域的不同組織，方法有效、可靠且操作方便，適用於此類材料的日常檢驗驗收。本發明的有益效果:通過化學腐蝕法，選用三氯化鐵鹽酸酒精溶液作為腐蝕劑，控制浸蝕時間，能夠一次性清晰地顯示出不鏽鋼與低合金鋼複合管中不鏽鋼、低合金鋼、寬過渡層三區域的不同組織，該方法有效、可靠且操作方便，適用於此類材料的日常檢驗驗收。


圖1為實施例1的50倍下的複合管整體顯微鏡觀察微觀形貌 圖2為圖1中I點的200倍下的TP3IOHCbN組織的顯微鏡觀察微觀形貌 圖3為圖1中2點的200倍下的TP310HCbN側熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖； 圖4為圖1中3點的200倍下的寬過渡層的顯微鏡觀察微觀形貌 圖5為圖1中4點的200倍下 的Tll側熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌 圖6為圖1中5點的200倍下的Tll組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖。圖7為實施例2的50倍下的複合管整體顯微鏡觀察微觀形貌 圖8為圖7中I點的200倍下的TP3IOHCbN組織的顯微鏡觀察微觀形貌 圖9為圖7中2點的200倍下的TP310HCbN側熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖； 圖10為圖7中3點的200倍下的寬過渡層的顯微鏡觀察微觀形貌 圖11為圖7中4點的200倍下的Tll側熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌 圖12為圖7中5點的200倍下的Tll組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖。圖13為實施例3的50倍下的複合管整體顯微鏡觀察微觀形貌 圖14為圖13中I點的200倍下的TP310HCbN組織的顯微鏡觀察微觀形貌 圖15為圖13中2點的200倍下的TP310HCbN側熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌
圖16為圖13中3點的200倍下的寬過渡層的顯微鏡觀察微觀形貌 圖17為圖13中4點的200倍下的Tll側熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌 圖18為圖13中5點的200倍下的Tll組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖。
具體實施方式
下列非限制性實施例用於說明本發明。實施例1:
腐蝕液成分:0.02-0.03g/ml三氯化鐵；50%濃鹽酸(分析純)乙醇(分析純)溶液(濃鹽酸比乙醇體積比)。將經磨製拋光好的SA-213 TP310HCbN 與 SA-213 Tll (所訴的 TP310HCbN 和 Tll為鍋爐、過熱器和換熱器用無縫奧氏體和鐵素體合金鋼管，為ASME SA-213/ SA-213M中的列標鋼號，ASME I1-A-2010 SA-213/ SA-213M P315 326頁)複合管試樣浸入已配置好的腐蝕液中，試樣拋光面正面朝上，完全浸入在液體中，期間可用脫脂棉球浸入腐蝕液中對拋光表面進行輕微擦拭，保持時間為1.5Min，待到規定時間後取出試樣，在靜水中漂洗後用熱風吹乾即可進行顯微觀察。顯微結果如圖1至6所示，其中圖1為50倍下的複合管整體顯微鏡觀察微觀形貌圖(圖中標註了 200倍下觀察點的位置，其中d表示寬過渡區長度);圖2為圖1中I點的200倍下的TP310HCbN組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為奧氏體；圖3為圖1中2點的200倍下的TP310HCbN側熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖；圖4為圖1中3點的200倍下的寬過渡層的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為馬氏體；圖5為圖1中4點的200倍下的Tll側熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖；圖6為圖1中5點的200倍下的Tll組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為鐵素體+珠光體。實施例2:
腐蝕液成分:0.01-0.02g/ml三氯化鐵；55%濃鹽酸(分析純)乙醇(分析純)溶液(濃鹽酸比乙醇體積比)。將經磨製拋光好的SA-213 TP3IOHCbN與SA-213 Tll複合管試樣浸入已配置好的腐蝕液中，試樣拋光面正面朝上 ，完全浸入在液體中，期間可用脫脂棉球浸入腐蝕液中對拋光表面進行輕微擦拭，保持時間為IMin，待到規定時間後取出試樣，在靜水中漂洗後用熱風吹乾即可進行顯微觀察。顯微結果如圖7-12所示。其中圖7為50倍下的複合管整體顯微鏡觀察微觀形貌圖(圖中標註了 200倍下觀察點的位置，其中d表示寬過渡區長度)；圖8為圖7中I點的200倍下的TP310HCbN組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為奧氏體；圖9為圖7中2點的200倍下的TP310HCbN側熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖；圖10為圖7中3點的200倍下的寬過渡層的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為馬氏體；圖11為圖7中4點的200倍下的Tl I側熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖；圖12為圖7中5點的200倍下的Tll組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為鐵素體+珠光體。實施例3:
腐蝕液成分:0.03g/ml三氯化鐵；40-45%濃鹽酸(分析純)乙醇(分析純)溶液(濃鹽酸比乙醇體積比)。將經磨製拋光好的SA-213 TP310HCbN與SA-213 Tll複合管試樣浸入已配置好的腐蝕液中，試樣拋光面正面朝上，完全浸入在液體中，期間可用脫脂棉球浸入腐蝕液中對拋光表面進行輕微擦拭，保持時間為IMin，待到規定時間後取出試樣，在靜水中漂洗後用熱風吹乾即可進行顯微觀察。顯微結果如圖13-18所示。其中圖13為50倍下的複合管整體顯微鏡觀察微觀形貌圖(圖中標註了 200倍下觀察點的位置，其中d表示寬過渡區長度);圖14為圖13中I點的200倍下的TP310HCbN組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為奧氏體；圖15為圖13中2點的200倍下的TP310HCbN側熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖；圖16為圖13中3點的200倍下的寬過渡層的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為馬氏體；圖17為圖13中4點的200倍下的Tll側熔合線附近的顯微鏡觀察微觀形貌圖；圖18為圖13中5點的200倍下的Tll組織的顯微鏡觀察微觀形貌圖，組織為鐵素體+珠光體。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同`替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種用於帶過渡層的雙金屬複合管的金相腐蝕液，其特徵在於:所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比35-60%的濃鹽酸乙醇溶液製得，三氯化鐵加入量為0.01-0.04g/ml。
2.如權利要求1所述的用於帶過渡層的雙金屬複合管的金相腐蝕液，其特徵在於:所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比40-55%的濃鹽酸乙醇溶液製得，三氯化鐵加入量為0.01-0.03g/ml。
3.如權利要求2所述的用於帶過渡層的雙金屬複合管的金相腐蝕液，其特徵在於:所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比50%的濃鹽酸乙醇溶液製得，三氯化鐵加入量為0.02-0.03g/ml。
4.一種如權利要求1、2或3所述的用於帶過渡層的雙金屬複合管的金相腐蝕液的腐蝕方法，其特徵在於包括以下步驟:將拋光好的試樣完全浸入腐蝕液中，保持時間0.3-2Min。
全文摘要
本發明公開了一種用於帶過渡層的雙金屬複合管的金相腐蝕液，屬於雙金屬複合管的檢測領域，所述腐蝕液為三氯化鐵加入體積比35-60%的濃鹽酸乙醇溶液製得，三氯化鐵加入量為0.01-0.04g/ml。腐蝕方法，包括以下步驟，將拋光好的試樣完全浸入腐蝕液中，保持時間0.3-2Min。本發明針對採用冶金結合工藝生產的，且在不鏽鋼與低合金鋼結合面處存在寬過渡層金屬的不鏽鋼和低合金鋼複合管，提出一種適用於日常金相檢驗的、成本廉價、無汙染的腐蝕劑及其腐蝕方法，能夠把不鏽鋼、低合金鋼、寬過渡層金屬組織同時腐蝕出來，以供檢測需要。
文檔編號C23F1/28GK103074630SQ201310046569
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月6日 優先權日2013年2月6日
發明者張學星, 毛世勇, 代黎, 李健 申請人:東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司