一種去除鎳鋼熱酸蝕氧化物的方法

2023-05-18 07:57:06 4

專利名稱：一種去除鎳鋼熱酸蝕氧化物的方法
技術領域：
本發明專利涉及冶金分析領域，特別涉及一種用於去除含鎳鋼連鑄坯熱酸蝕後表面氧化物的方法。
背景技術：
鋼的低倍熱酸蝕檢驗是利用鹽酸水溶液對鋼鐵材料的選擇性腐蝕，清晰顯示其宏觀組織及缺陷的一種腐蝕能力強、暴露缺陷完整，效率高的檢驗方法。對於碳鋼及普通合金鋼而言，只要將試樣受檢面機加工至一定的粗糙度(Ra值一般不大於3. 2um)，置於一定濃度鹽酸水溶液中浸蝕幾十分鐘後提出，水衝、毛刷刷洗即可去除表面腐蝕產物，進行低倍組織及缺陷觀察、拍照、評級。然而，對於含鎳3.0%以上的合金鋼而言，當熱酸蝕結束，試樣從熱酸蝕溶液中提出後，其表面很快被空氣氧化，形成與金屬基體結合牢固的氧化物，遮蓋了鋼樣酸蝕後的低倍組織形態，用刷洗等方法難以除去，使低倍檢驗無法進行。為適應海洋用鋼等特殊性能用鋼的開發，必須研究一種能有效去除這種表面氧化物的藥劑及其處理方法，解決困擾含鎳鋼熱酸蝕檢驗的問題。

發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明所要解決的技術問題是提供一種去除這種氧化物的方法，解決含鎳鋼熱酸蝕低倍組織及缺陷顯示檢驗問題。常規的金相熱酸蝕檢驗操作是將連鑄鋼坯低倍試樣置於70_80°C鹽酸溶液中腐蝕40-60分鐘，待試樣表面顯示出鋼的凝固組織結構形態時，立即提出熱酸溶液，讓試樣受檢面朝上，用70-80°C熱水衝洗，吹乾。含Ni 3. 0% -5. O %的連鑄鋼坯試樣經過低倍熱酸蝕後，從熱酸溶液中提出暴露於空氣時，試樣表面很快被空氣氧化，形成與金屬基體結合牢固的氧化物，遮蓋了鋼樣酸蝕後的低倍組織形態，見圖I。一種去除含鎳鋼熱酸蝕表面氧化物的方法，包括質量百分比O. 19% -O. 35%碳酸氫鈉的碳酸氫鈉水溶液A和按體積百分比14% -16%硝酸和84% -86%乙醇的硝酸乙醇溶液B，其特徵在於如下步驟I)對於鎳含量低於4%的熱酸蝕連鑄鋼坯，置於70_80°C鹽酸溶液中腐蝕40-60分鐘熱酸洗後，快速浸入事先配製好的A溶液槽內進行酸鹼中和處理，溶液溫度為70-80°C，讓A溶液完全覆蓋試樣表面，同時，用毛刷刷洗試樣表面約3-5分鐘，而後將試樣提出A溶液，用70-80°C的熱水衝洗，高壓風吹乾；2)對於鎳含量高於4%的熱酸蝕連鑄鋼坯先進行I)步驟後再將B溶液澆至試樣表面，讓B溶液在試樣表面停留2-3分鐘，用毛刷刷洗2-3分鐘，重點刷洗缺陷嚴重的鑄坯中心位置，待試樣表面沉積的氧化物全部清除後，用70-80°C熱水衝洗，高壓風吹乾。試樣入A溶液浸泡過程中，溶液溫度保持在70_80°C。將熱酸洗後的含鎳鋼連鑄坯快速浸入事先配製好的A溶液槽內，用A溶液完全覆蓋試樣表面，減緩試樣表面在70-80°C下繼續氧化的過程，破壞氧化物在試樣表面的附著力。用B溶液對鎳含量高於4%連鑄坯做補償的弱冷酸蝕去除處理。B溶液在試樣表面停留2-3分鐘，用毛刷刷洗2-3分鐘，冷酸蝕反應時間達4-5分鐘，讓第一次酸鹼中和處理剩餘的、附著牢固的氧化物徹底清除。低倍熱酸蝕腐蝕後的含鎳連鑄坯經過上述除處理，就可達到清晰、完整、真實顯示含鎳鋼鑄坯試樣低倍組織缺陷形貌的效果，見圖2。本發明的有益效果為將經過低倍熱酸蝕後的含鎳鋼坯提出鹽酸溶液後，快速浸入碳酸氫鈉水溶液內，此操作可以有效阻隔或減少試樣與空氣的接觸時間，減少氧化物的形成；碳酸氫鈉水溶液能夠起到中和含鎳鋼試樣表面酸性，對高鎳鋼鑄坯最終去除牢固附著的氧化物起到一個預處理作用；硝酸乙醇溶液的冷腐蝕操作是對高鎳鋼試樣上牢固附著的氧化物進行徹底腐蝕處理，此一冷酸蝕操作不能引起鎳鋼的進一步快速氧化，因此經冷酸蝕處理後，高鎳鋼連鑄坯試樣表面可達到清晰、完整、真實顯示低倍組織缺陷的效果。
本方法適用所有含鎳鋼熱酸蝕連鑄坯試樣的去除氧化物操作，尤其適用於含鎳3.0% -5. O %的合金鋼連鑄坯熱酸蝕後的處理。


圖I為含鎳鋼連鑄坯經常規熱酸蝕後表面形成嚴重氧化物形態；圖2為圖I本發明方法處理後所顯示出的低倍組織缺陷形態。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明進一步說明實施例I主要成分為CO. 1%, Si O. 32%,Mn I. 35%, Ni :3. 4%, Cr :0. 2%,Mo :0. 5%，餘量為鐵和不可避免雜質的連鑄坯試樣規格230mmX 300mm X 40mm選擇的處理藥液配比含量為A溶液碳酸氫鈉水溶液成分配比碳酸氫鈉NaHCO3 2kg水H2O IOOOkg操作方法試樣經70°C鹽酸水溶液熱酸浸40分鐘後，提出，立即浸入A溶液碳酸氫鈉水溶液中，讓A溶液完全覆蓋試樣表面，A溶液碳酸氫鈉水溶液溫度為70-80°C，在這種溶液內浸泡2分鐘，用毛刷刷洗試樣表面約3分鐘，提出試樣，用70°C的熱水衝洗試樣，用高壓風吹乾。試樣入A溶液浸泡過程中，溶液溫度保持在70-80°C。實施例2主要成分為CO. 12%, Si O. 22%, Mn I. 33%, Ni 5. 2%, Cr :0. 6%, Mo :0. 3%,餘量為鐵和不可避免雜質的連鑄坯試樣規格230mmX230mmX 5Omm ;
選擇的處理藥液配比含量 A溶液碳酸氫鈉水溶液成分碳酸氫鈉NaHCO3 8kg水H2O2400kgB溶液硝酸乙醇溶液成分硝酸(濃度63. 8% )HNO330ml乙醇(濃度99. 8% )CH3CH2OH 170ml試樣經70°C鹽酸水溶液熱酸浸40分鐘後，提出，立即浸入A溶液碳酸氫鈉水溶液·中，讓溶液完全覆蓋試面，A溶液碳酸氫鈉水溶液溫度為70_80°C，在這種鹼性溶液內浸泡2分鐘，用毛刷刷洗試樣表面約3分鐘，提出試樣，用70°C的熱水衝洗試樣，用高壓風吹乾。此時，在連鑄坯試樣的中心部位尚有氧化物附著。再將B溶液硝酸乙醇溶液澆至試樣表面，停留2分鐘，用毛刷刷洗2分鐘，待試樣表面氧化物全部清除後立即用70°C的熱水衝洗試樣，用高壓風吹乾。試樣入A溶液浸泡過程中，溶液溫度保持在70-80°C。
權利要求
1.一種去除鎳鋼熱酸蝕表面氧化物的方法，包括質量百分比O. 19% -O. 35%碳酸氫鈉的碳酸氫鈉水溶液A和按體積百分比14% -16%硝酸和84% -86%乙醇的硝酸乙醇溶液B，其特徵在於如下步驟 1)對於鎳含量低於4%的熱酸蝕連鑄鋼坯，置於70-80°C鹽酸溶液中腐蝕40-60分鐘熱酸洗後，快速浸入事先配製好的A溶液槽內進行酸鹼中和處理，溶液溫度為70-80°C，讓A溶液完全覆蓋試樣表面，同時，用毛刷刷洗試樣表面約3-5分鐘，而後將試樣提出A溶液，用70-800C的熱水衝洗，高壓風吹乾； 2)對於鎳含量高於4%的熱酸蝕連鑄鋼坯先進行I)步驟後再將B溶液澆至試樣表面，讓B溶液在試樣表面停留2-3分鐘，用毛刷刷洗2-3分鐘，重點刷洗缺陷嚴重的鑄坯中心位置，待試樣表面沉積的氧化物全部清除後，用70-80°C熱水衝洗，高壓風吹乾。
2.根據權利要求I所述的去除鎳鋼熱酸蝕表面氧化物的方法，其特徵在於試樣入A溶液浸泡過程中，溶液溫度保持在70-80°C。
全文摘要
本發明公開一種去除含鎳鋼熱酸蝕表面氧化物的方法，包括質量百分比0.19％-0.35％碳酸氫鈉的碳酸氫鈉水溶液A和按體積百分比14％-16％硝酸和84％-86％乙醇的硝酸乙醇溶液B，對於鎳含量低於4％的熱酸蝕連鑄鋼坯，置於70-80℃鹽酸溶液中腐蝕40-60分鐘熱酸洗後，快速浸入事先配製好的A溶液槽內進行酸鹼中和處理，溶液溫度為70-80℃，讓A溶液完全覆蓋試樣表面，同時，用毛刷刷洗試樣表面約3-5分鐘，而後將試樣提出A溶液，用70-80℃的熱水衝洗，高壓風吹乾；對於鎳含量高於4％的熱酸蝕連鑄鋼坯先進行以上步驟後再將B溶液澆至試樣表面，讓B溶液在試樣表面停留2-3分鐘，用毛刷刷洗2-3分鐘，重點刷洗缺陷嚴重的鑄坯中心位置，待試樣表面沉積的氧化物全部清除後，用70-80℃熱水衝洗，高壓風吹乾。
文檔編號G01N1/34GK102954906SQ20111024195
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月19日 優先權日2011年8月19日
發明者隋曉紅, 張鵬遠, 李平, 高玉明, 趙寶純 申請人:鞍鋼股份有限公司