專利名稱：一種超低碳鋼鑄坯低倍晶粒組織的冷蝕劑及其配制方法
技術領域：
本發明專利涉及冶金分析領域，特別涉及一種用于顯示冶金連鑄鋼坯低倍晶粒組織形態的腐蝕檢驗。
背景技術：
鋼的低倍檢驗方法有熱酸蝕法、冷酸蝕法、電解腐蝕法、硫印檢驗法。這些方法在實際應用中各自顯示出其特點。熱酸蝕法由于其腐蝕能力強、用于顯示鋼的低倍組織缺陷、 其形態清晰、缺陷暴露完整。但對于某些低碳鋼連鑄坯的結晶組織形態卻顯不足。且熱酸腐蝕方法污染環境、高耗能。硫印檢驗法主要反映鋼中硫的偏析形態，基本不能顯示鋼的低倍晶粒組織。而冷酸蝕檢驗法污染小、易操作，符合“地碳、環保、經濟”的科技鋼鐵理念.因此得到廣泛研究，以替代熱酸檢驗。枝晶檢驗法屬于冷酸蝕范疇。但所顯示的是鋼凝固過程中形成的樹枝晶組織形態。其他一些冷蝕劑雖然有些也能夠隱約顯現鋼的低倍晶粒組織形態，但圖像不清，根本無法作為結晶形態百分比進行測量操作。特別對超低碳鋼的低倍晶粒組織的顯示，目前的冷、熱酸蝕法均不能做到。為適應現場在線連鑄坯低倍結晶組織百分含量的快速、準確測定，有必要對超低碳鋼連鑄坯開發一種經濟而有效的冷酸蝕腐蝕藥劑。 對此進行了專利檢索，查找相關的專利有1、發明專利“快速顯示鋼的內部組織缺陷試劑一冷蝕液”專利號CN101576512A 所公開的是一種快速顯示低、中、高碳鋼、合金鋼、不銹鋼鑄坯內部組織缺陷的冷蝕劑，該冷蝕液以9種組分構成1升體積的腐蝕液，其腐蝕方法是將冷蝕液均勻倒入檢驗面上薄薄一層讓其充分反應，幾秒鐘后用毛刷刷去反應物。這種試劑中組分構成復雜多樣，側重顯示鋼坯內部組織缺陷，不能清晰地顯示鑄坯凝固低倍晶粒組織形態。2、發明專利“檢驗鋼坯內部低倍缺陷的冷蝕液澆蝕法”專利號CN1295241所公開的是一種觀察鋼坯試樣表面所顯現的偏析、裂紋、氣泡、夾雜缺陷對應腐蝕反應生成物的黑色斑點、斑紋以及晶界，適用于煉鋼生產現場在線鑄坯表面質量檢驗，這種冷蝕劑也是顯示鋼坯表面偏析、裂紋、氣泡等缺陷形態。3、發明專利“低倍缺陷冷蝕顯示試劑”專利號CN101587040A所公開的是一種對于鋼坯低倍組織缺陷快速檢驗的冷蝕劑，該試劑是用水加硝酸或再加亞硫酸鈉，制成混合液體澆蝕試樣表面，這種冷蝕劑同樣是顯示鋼坯低倍組織缺陷的冷蝕顯示試劑。上述冷蝕劑所公開的技術都是替代目前的熱酸蝕法檢驗鋼坯低倍缺陷的冷蝕法， 經試驗檢測對低倍組織結構的顯示僅能在少數的鋼種中有效，且效果不佳。4、發明專利“連鑄鋼坯凝固組織顯示技術”專利號CN00123^3. 2 ；所公開的是冶金領域中連鑄坯凝固組織顯示技術，該技術腐蝕方法是將試樣放入配好的藥劑中浸蝕，之后水洗、吹干。運用數碼圖像處理方法獲得圖像。這種試劑僅適用于實驗室小試樣腐蝕試驗，不適于連鑄坯原有澆注尺寸的大試樣的在線腐蝕應用。5、發明專利“檢驗鋼坯內部組織缺陷的冷蝕法”專利號ZL00127575. 5，該發明所述的用過硫酸鹽+水，配制成過氧化物水溶液，該溶液為熱不穩定物質，易燃易爆易分解，
3具有較大的危險特性。 上述公開的冷蝕劑中未見適合于顯示超低碳鋼連鑄坯低倍晶粒組織顯示的冷蝕藥劑的報導。
發明內容
本發明針對現有技術無法對超低碳鋼連鑄坯原始尺寸試樣低倍晶粒形態進行檢驗的問題，公開了一種可供選擇性腐蝕的顯示超低碳鋼連鑄坯低倍晶粒組織形態的腐蝕劑。解決了用熱酸蝕、一般冷酸蝕、硫印方法不能完整顯示碳含量< 0. 03鋼坯低倍晶粒組織的問題。本發明的一種超低碳鋼鑄坯低倍晶粒組織的冷蝕劑，其按下列比例配制三氯化鐵FeCl3 6H2030 50 克氯化亞錫SnC12 2H200. 5 1. 2 克苦味酸(三硝基苯酚)C6H3N3O72 3克烷基苯磺酸鈉R-C6H4-SO3Na10 20毫升無水乙醇C2H5OH200 500毫升鹽酸HCl，重量百分比36%600 1000毫升蒸餾水H2O1500 2000毫升本發明以三氯化鐵、鹽酸為冷蝕劑的主要成分，配制時要根據超低碳鋼化學成分含量調整配方中氯化亞錫、苦味酸藥劑的量，當碳含量低時，適當增加氯化亞錫的量，合金元素含量高時，適當提高苦味酸的劑量，但二者之和不能超過5克。本發明的配制方法為1)按上述配方比例將三氯化鐵、氯化亞錫、苦味酸固體藥劑混合放于一玻璃容器中，取蒸餾水1500-2000毫升，均分成兩份，一份加入到固體混合藥劑中，另一份備用；2)取無水乙醇加入到備用的蒸餾水中；3)將鹽酸加入到乙醇水溶液中；4)將烷基苯磺酸鈉倒入盛有三氯化鐵等藥劑的水溶液中，均勻攪拌；5)再將乙醇+鹽酸水溶液倒入含有三氯化鐵等藥劑的水溶液中混合，充分攪拌， 完成試劑的配制，即可使用。配制方法的特點是將三氯化鐵、氯化亞錫、苦味酸固體藥劑先用水均勻溶化，再與乙醇鹽酸溶液同時發生反應，避免單一固體藥劑先反應，抑制其它藥劑與乙醇鹽酸的反應，影響腐蝕效果。該藥劑中，有顯示鋼的常規晶粒晶界的試劑，有抑制基體反應的，重要的是有針對超低碳特點加入的還原劑，加劇了難顯示的超低碳晶粒組織形態的顯現。本發明的冷蝕劑腐蝕超低碳鋼連鑄坯低倍晶粒組織形態具有如下有益效果1能清晰地顯示出超低碳[W(C) <0.03%]，且S.P含量都較低的連鑄鋼坯低倍晶粒組織形態。2使用本試劑腐蝕時，只需將試樣表面加工到光潔度為RA0. 6，即可將該冷蝕劑均勻地涂于試樣表面，待3-5分鐘即可清晰地獲得連鑄坯低倍晶粒組織形態，從而容易地分辨連鑄凝固的坯殼晶、柱狀晶、中心等軸晶及缺陷等，圖像完整、清晰，真實。
3該技術具有檢驗速度快，污染小，節約能源，操作簡便等特點，解決了用熱酸或其他冷酸蝕方法不能清晰顯示超低碳鋼連鑄坯低倍晶粒組織的難題。
圖1為超低碳鋼連鑄坯橫截面低倍晶粒組織形態圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做詳細介紹實施例1用于顯示含C量0. 001 % 0. 004%，且含微量S. P的超低碳鋼連鑄坯低倍晶粒組織形態。將30克三氯化鐵、3克苦味酸、1. 0克氯化亞錫混合放于一玻璃容器中，取蒸餾水 1600毫升，均分成兩份，一份加入到玻璃容器中，另一份備用。攪拌固體藥劑呈完全溶化狀態。量20毫升烷基苯磺酸鈉倒入玻璃容器中繼續攪拌均勻，取300毫升無水乙醇加入到備用的蒸餾水中。取600毫升鹽酸加入到乙醇水溶液中。停2-5分鐘后，將乙醇+鹽酸水溶液倒入含有三氯化鐵藥劑的水溶液中，形成綜合藥液I。用藥棉蘸綜合藥液I擦拭試樣表面，均勻腐蝕約3-5分鐘，待肉眼可觀察到試面清晰顯現出低倍晶粒形態時，立即向試樣表面沖冷、熱水，吹干。其檢測結果如圖1所示。實施例2用于顯示含C量0. 004% 0. 009%, S、P含量較低，且有微量合金元素V、Ti、Ni 的超低碳鋼連鑄坯低倍組織形態。將40克三氯化鐵、2克苦味酸、0. 8克氯化亞錫混合放于一玻璃容器中，取蒸餾水 1800毫升，均分成兩份，一份加入到玻璃容器中，另一份備用。攪拌固體藥劑呈完全溶化狀態。量10毫升烷基苯磺酸鈉倒入玻璃容器中繼續攪拌均勻，取400毫升無水乙醇加入到備用的蒸餾水中。取800毫升鹽酸加入到乙醇水溶液中。停2-5分鐘后，將乙醇+鹽酸水溶液倒入含有三氯化鐵藥劑的水溶液中，形成綜合藥液II。用藥棉蘸綜合藥液II擦拭試樣表面，均勻腐蝕約3-5分鐘，待肉眼可觀察到試面清晰顯現出低倍晶組織粒形態時，立即向試樣表面沖冷、熱水，吹干。實施例3用于顯示含C量0. 009 % 0. 03 %、S. P含量較低，但含有微量V、Ti、Ni、Cr等合金元素的超低碳鋼連鑄坯低倍晶粒組織形態。將50克三氯化鐵、2克苦味酸、0. 6克氯化亞錫混合放于一玻璃容器中，取蒸餾水 2000毫升，均分成兩份，一份加入到玻璃容器中，另一份備用。攪拌固體藥劑呈完全溶化狀態。量10毫升烷基苯磺酸鈉倒入玻璃容器中繼續攪拌均勻，取500毫升無水乙醇加入到備用的蒸餾水中。取1000毫升鹽酸加入到乙醇水溶液中。停2-5分鐘后，將乙醇+鹽酸水溶液倒入含有三氯化鐵藥劑的水溶液中，形成藥液III。用藥棉蘸綜合藥液III擦拭試樣表面，均勻腐蝕約3-5分鐘，待肉眼可觀察到試面清晰顯現出低倍晶組織粒形態時，立即向試樣表面沖冷、熱水，吹干。
權利要求
1.一種超低碳鋼鑄坯低倍晶粒組織的冷蝕劑，其特征在于，按下列比例配制 三氯化鐵FeCl3 6H2030 50克氯化亞錫SnCl2 2H200. 5 1. 2克苦味酸，即三硝基苯酚C6H3N3O7 2 3克 烷基苯磺酸鈉R-C6H4-SO3Na10 20亳升無水乙醇C2H5OH200 500亳升鹽酸HCl重量百分比36%600 1000亳升蒸餾水H2O1500 2000亳升
2.根據權利要求1所述的ー種超低碳鋼鑄坯低倍晶粒組織的冷蝕劑，其特征在干，所 述的配方中氯化亞錫、苦味酸藥劑二者之和不超過5克。
3.—種如權利要求1 3所述的ー種超低碳鋼鑄坯低倍晶粒組織的冷蝕劑的配制方 法，其特征在干，1)按上述配方比例將三氯化鐵、氯化亞錫、苦味酸固體藥劑混合放于ー玻璃容器中，取 蒸餾水1500-2000毫升，均分成兩份，ー份加入到固體混合藥劑中，另ー份備用；2)取無水乙醇加入到備用的蒸餾水中；3)將鹽酸加入到乙醇水溶液中；4)將烷基苯磺酸鈉倒入盛有三氯化鐵等藥劑的水溶液中，均勻攪拌；5)再將乙醇+鹽酸水溶液倒入含有三氯化鐵等藥劑的水溶液中混合，充分撹拌，完成 試劑的配制，即可使用。
全文摘要
本發明公開一種超低碳鋼鑄坯低倍晶粒組織的冷蝕劑及其配制方法，按下列比例配制三氯化鐵30～50克，氯化亞錫0.5～1.2克，苦味酸2～3克，烷基苯磺酸鈉10～20毫升，無水乙醇200～500毫升，鹽酸600～1000毫升，上述配方按比例固體藥劑混合放于玻璃容器中，取蒸餾水1500-2000毫升，分兩份，一份加入到固體混合藥劑中，另一份備用；無水乙醇加入到備用的蒸餾水中；將鹽酸加入到乙醇水溶液中；將烷基苯磺酸鈉倒入盛有三氯化鐵等藥劑的水溶液中，均勻攪拌；再將乙醇+鹽酸水溶液倒入含有三氯化鐵等藥劑的水溶液中混合，充分攪拌，完成試劑的配制。能清晰地顯示出超低碳連鑄鋼坯低倍晶粒組織形態，具有檢驗速度快，污染小，節約能源，操作簡便等特點。
文檔編號G01N1/32GK102401759SQ20101027647
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月7日 優先權日2010年9月7日
發明者張鵬遠, 李平, 謝廣群, 隋曉紅 申請人:鞍鋼股份有限公司