一種顯示低碳鋼連鑄坯低倍組織的腐蝕試劑及製備方法與流程
2024-03-23 18:14:05
本項發明屬於鋼鐵冶金材料分析所用試劑技術領域，具體涉及用於顯示低碳鋼或超低碳鋼連鑄坯低倍組織及缺陷的腐蝕試劑及其製備方法。
背景技術：
煉鋼生產過程中對於連鑄鋼坯的檢驗是保證鑄坯質量的重要環節，低倍檢驗技術是連鑄坯質量檢驗的重要手段之一，其方法簡便，能夠快速直觀地判斷出鋼坯質量和鋼材內部可能存在的缺陷。目前，連鑄坯低倍組織的檢驗方法有硫印法、熱酸蝕法、冷酸蝕法和電解腐蝕法等。其中的硫印法主要反映鋼中硫的偏析狀態，基本不能顯示鋼的低倍晶粒組織，且隨著鋼中硫含量的降低，硫化物夾雜的進一步減少，硫印法的應用受到一定的局限；熱酸腐蝕法腐蝕能力強，能夠清晰地顯示出低倍組織缺陷，但對某些低碳鋼或超低碳鋼連鑄坯的組織形態顯示能力不足，且熱酸腐蝕法的加熱溫度和浸泡時間不易掌控，易出現腐蝕不足或過度腐蝕，有時缺陷未被充分顯示，有時缺陷被人為放大；冷酸蝕方法屬於選擇性腐蝕，不需要酸洗槽和加熱裝置，侵蝕程度較易掌握，鋼的缺陷越嚴重、偏析越厲害，腐蝕效果越好，而對超低碳鋼而言，由於C、S、P元素含量都較低幾乎沒有什麼偏析，一般冷酸蝕法對低倍組織及缺陷顯示能力亦不足；而電腐蝕法需用專用設備，限制條件較多。
基於目前低碳鋼或超低碳鋼的低倍組織腐蝕技術的不足及冷酸腐蝕低倍組織的腐蝕試劑的稀缺，本項發明提供了一種效率快、可操作性強、安全係數高、成本低，且能清晰地顯示出低倍組織形態的低倍組織腐蝕試驗方法，解決了傳統或目前一些腐蝕方法的不足，為生產現場或實驗室尋找出一種經濟有效、易於操作的連鑄鋼坯質量檢驗方法。
技術實現要素：
本項發明使用特定的冷酸腐蝕試劑對低碳鋼或者超低碳鋼連鑄坯試樣進行腐蝕，觀察坯樣表面顯示的低倍組織及缺陷，解決了熱酸蝕法、部分冷酸蝕法及硫印法不能完整或無法顯示低碳鋼或超低碳鋼低倍組織及缺陷的問題。
本項發明為一種用於檢測低碳鋼或超低碳鋼低倍組織及缺陷的冷酸型腐蝕試劑，其成分包括氯化鎂(MgCl2·6H2O)、氯化亞銅(CuCl·2H2O)、去離子水、硝酸、無水乙醇(C2H5OH)和十二烷基苯磺酸鈉(C18H29NaO3S)，具體配製含量為：
其組成成分如下：
其中硝酸的百分比濃度為60～70％，無水乙醇(C2H5OH)的百分比濃度為99％。
本項發明的腐蝕試劑根據前述比例，按照如下方法進行製備：
(1)稱量一定數量的氯化鎂(MgCl2·6H2O)、氯化亞銅(CuCl·2H2O)放入容器A中充分混合均勻；
(2)取一定量的去離子水加入容器A中，振蕩並靜置等待容器A中的氯化鎂和氯化亞銅充分溶解；
(3)另取容器B加入一定量的硝酸(68％質量百分比)和無水乙醇(C2H5OH)，並將硝酸和無水乙醇(C2H5OH)的混合溶液倒入容器A中，最後加入定量的十二烷基苯磺酸鈉(C18H29NaO3S)試劑，通過機械振蕩使試劑混勻，在乾燥處靜置2～3小時。
本項發明以硝酸為主要成分，以去離子水來配製腐蝕溶液，配製時根據鋼中的碳含量來調整氯化鎂、氯化亞銅以及十二烷基苯磺酸鈉的含量，以改善腐蝕速度。十二烷基苯磺酸鈉是一種常用的表面活性劑，可以增加反應試劑與鋼坯基體的潤溼程度，促進腐蝕反應的進行。
本項發明所完成的腐蝕試劑針對低碳鋼或超低碳鋼的連鑄坯表面低倍組織及缺陷的檢測時使用，其具有如下優點：
(1)能夠將鋼坯低倍組織以及中心偏析、中心疏鬆及氣泡等常規低倍組織缺陷等清晰、完整地顯示出來，而且對S、P等有害元素含量較低的連鑄鋼坯亦能給予清晰地顯示；
(2)使用本項發明的腐蝕試劑對試樣的表面的光潔度要求不高，腐蝕速度快，腐蝕時間短，而且不會形成沉澱膜；
(3)操作簡單，易於實現，而且汙染少，檢測成本明顯降低。
附圖說明
附圖1、2和3分別為採用本項發明實施例腐蝕的超低碳鋼和低碳鋼連鑄坯橫截面局部低倍組織形態圖。其中：
圖1為超低碳汽車內板連鑄坯試樣的宏觀低倍組織；
圖2為圖1的局部放大圖；
圖3為低碳酸洗板連鑄坯試樣的局部組織缺陷。
具體實施方式
下面結合2個實施例對本項發明進行進一步的描述。
實施例1
用於顯示S、P含量較低的超低碳鋼汽車內板用連鑄坯低倍組織形態檢驗的腐蝕試劑，其成分如下：
以上所述成分的腐蝕試劑按照如下步驟進行製備：
(1)稱量5g的氯化鎂和2.5g的氯化亞銅加入容積為2000ml的容器A中並充分混合；
(2)取1000ml的去離子水倒入燒杯A中，振蕩並靜置等待容器A中的氯化鎂和氯化亞銅充分溶解；
(3)另取1000ml的燒杯B，向其中加入76ml濃度為68％的硝酸和100ml百分比濃度為99％的無水乙醇，充分混合後倒入容器A中，最後向容器A中加入20ml的十二烷基苯磺酸鈉，通過機械振蕩混勻，將配製好的試劑放在乾燥處靜置2小時以備使用。
將某鋼廠連鑄車間切割的低碳汽車內板連鑄坯試樣表面經過打磨、拋光處理後，用膠水將保鮮膜在鋼坯四周緊密粘貼，再用透明膠帶纏好。將腐蝕試劑直接澆在上述試樣表面上，使表面被試劑均勻、充分地浸泡，並用藥棉不斷擦拭，放置6min，待肉眼可以清晰地看見表面出現的組織形態或缺陷時，立即用溫水、酒精擦洗乾淨，最後用風筒吹乾，再用保鮮膜將整個表面封好，防止氧化。
實施例2
用於顯示低碳酸洗板的連鑄坯低倍組織形態檢驗的腐蝕試劑，其成分如下：
以上所述成分的腐蝕試劑按照如下步驟進行製備：
(1)稱量5g的氯化鎂和1.5g的氯化亞銅加入容積為2000ml的容器A中；
(2)取1200ml的去離子水倒入燒杯A中，振蕩並靜置等待容器A中的氯化鎂和氯化亞銅充分溶解；
(3)另取1000ml的容器B，向其中加入55ml濃度為68％的硝酸和75ml濃度為99％的無水乙醇，充分混合後倒入容器A中，最後向容器A中加入10ml的十二烷基苯磺酸鈉，通過機械振蕩混勻，將配製好的試劑放在乾燥處靜置2.5小時以備使用。
將某鋼廠連鑄車間切割的低碳酸洗板連鑄坯試樣表面經過打磨、拋光處理後，用膠水將保鮮膜在鋼坯四周緊密粘貼，再用透明膠帶纏好。將腐蝕試劑直接澆在上述試樣表面上，使表面被試劑均勻、充分地浸泡，並用藥棉不斷擦拭，經過4～6min，待肉眼可以清晰地看見表面出現的組織形態或缺陷時，立即用溫水、酒精擦洗乾淨，最後用風筒吹乾，再用保鮮膜將整個表面封好，防止氧化。