用于檢測奧氏體不銹鋼表面噴丸層的腐蝕劑及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種腐蝕劑的技術領域，具體涉及一種檢測不銹鋼管內表面噴丸層的腐蝕劑及其使用方法。
【背景技術】
[0002]S30432(18Cr-9N1-3Cu-Nb-N)、TP347H(18Cr-10Ni_Nb)等奧氏體不銹鋼鍋爐管由于具有優良的高溫性能，目前在我國超(超)臨界鍋爐高溫過熱器和再熱器等部件得到廣泛應用。此類不銹鋼內表面經噴丸處理后，將在內表面形成高密度位錯亞結構硬化層，為Cr提供了良好的短程擴散路徑，可較快形成致密的穩態Cr氧化膜層，有效提高鋼管的高溫抗氧化性，因而奧氏體不銹鋼管內表面噴丸處理技術受到了國內電力行業的廣泛關注，并大量應用于超(超)臨界鍋爐高溫部件用奧氏體不銹鋼管，同時鍋爐制造企業也將內表面噴丸層檢測列入了此類材料的采購技術條件中，從而使得內噴丸硬化層的檢測成為原材料質量控制的重要指標之一。
[0003]常規地，噴丸加工過程已經使用在各種領域中，其中，噴丸加工過程包括通過金屬、陶瓷等硬球以高速對工件的表面進行撞擊從而硬化金屬工件的表面，由于通過硬球以高速對工件表面進行撞擊，使工件表面產生極為強烈的塑性變形，噴丸加工過程在工件表面上形成了壓縮應力，并對工件表面施加有殘余壓縮應力，從而硬化工件并且增大其耐磨性。S30432、TP347H等面心立方結構的金屬受沖擊力發生塑性變形時，主要是通過滑移過程進行的，從而在鋼管內表面下幾十微米冷作硬化區的各晶粒中產生密集的滑移條紋及殘余應力等。目前國內對管子內表面噴丸硬化層的檢測方法尚無統一標準，其噴丸層顯示方法也鮮有報道。
[0004]采用常規試劑的電解腐蝕法及化學腐蝕法，只能顯示奧氏體不銹鋼基底的組織形貌，內表面未見區別于基體組織的噴丸層形貌(見圖1)。因此，要通過顯示噴丸層形貌進行噴丸層質量檢測需要找到一種合適的顯示噴丸層形貌的腐蝕劑及其使用方法。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于，針對常規試劑的不足，提供一種用于檢測奧氏體不銹鋼表面噴丸層的腐蝕劑及其使用方法。
[0006]本發明采用的技術方案具體如下:
[0007]用于檢測奧氏體不銹鋼表面噴丸層的腐蝕劑，由鹽酸、丙三醇、硝酸、苦味酸乙醇溶液組成，其體積分數為:
[0008]鹽酸一25%?31%;
[0009]丙三醇一26%?28%;
[0010]硝酸一12%?16%;
[0011]苦味酸乙醇溶液一25%?35%。
[0012]作為優選:
[0013]鹽酸一29%;丙三醇一27%;硝酸一 12%?15% ;苦味酸乙醇溶液一28%?35%。
[0014]各試劑均選用分析純級，其中鹽酸質量分數為36?38%，硝酸質量分數為65?68%,
[0015]所述苦味酸乙醇溶液的配置方法是向100mL無水乙醇中加入1?1.5g苦味酸；
[0016]所述腐蝕劑的配置方法為:先將25?31%鹽酸與26?28%丙三醇充分混合后，再依次加入12%?16%硝酸和25%?35%苦味酸乙醇溶液，后一試劑的加入應在前一試劑充分溶入混合后再注入。
[0017]用于檢測奧氏體不銹鋼表面噴丸層的腐蝕劑的使用方法，包括以下步驟:
[0018](1)試樣制備
[0019]選取的試樣檢驗面應垂直于管子縱軸(噴丸管橫截面)，試樣形狀以長(沿管子縱向):15?20_、寬:20?25_的弧形試樣為宜；
[0020](2)試樣浸蝕
[0021]將經磨制拋光好的試樣浸入已配置好的浸蝕劑中，保證試樣拋光面正面朝上，完全浸入在液體中，保持時間為1?5min，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，待到規定時間后取出試樣，在靜水中漂洗后，用酒精沖洗試樣磨面，再用熱風吹干，即可進行顯微觀察；
[0022](3)試樣觀察
[0023]將用上述方法制備好的不銹鋼噴丸層深度測定試樣，在光學顯微鏡下進行觀察，由于該浸蝕劑對晶粒滑移變形及殘余應力較大區域的腐蝕較為強烈，對未形變基體的腐蝕相對較弱，因此在顯微鏡下噴丸硬化層與基體組織襯度明顯，能很好地顯示不銹鋼管內表面噴丸硬化層區域；
[0024](4)深度測量
[0025]在顯微鏡下，選擇合適的放大倍數以能觀測到整個噴丸層形貌為宜，通常采用放大倍數為100倍或200倍，首先對試樣整個截面的噴丸硬化層進行觀察，選擇有代表性的區域，并取5個視場進行測量，以5個視場測量值的平均值作為噴丸硬化層深度。
[0026]通過采用腐蝕劑的浸蝕作用，不銹鋼噴丸硬化層與基體腐蝕程度不一樣。奧氏體不銹鋼經固溶處理，基體組織為純奧氏體，腐蝕過程中，基體晶粒內形成均勻腐蝕，而不銹鋼內表面經噴丸處理，導致表面產生極為強烈的塑性變形，晶內產生大量的滑移帶和其中的高密度位錯線群、層錯及形變孿晶，與基體相比，即存在很多晶體缺陷。由于噴丸硬化層晶內大量晶體缺陷的存在，各微區電極電位不同，經浸蝕后形成原電池，受浸蝕溶解程度較基體晶粒快且嚴重。因此該浸蝕劑對晶粒滑移變形及殘余應力較大區域的腐蝕較為強烈，對未形變基體腐蝕相對較弱。
[0027]有益效果
[0028]本發明通過利用金相顯示快速、直觀、簡便的特點，成功找到了一種操作簡便且適用于日常檢驗的化學腐蝕劑配方，通過腐蝕劑的浸蝕作用，不銹鋼噴丸硬化層與基體腐蝕程度不一樣，內表面噴丸硬化層受浸蝕溶解程度較基體晶粒快且嚴重，也就是該浸蝕劑對晶粒滑移變形及殘余應力較大區域的腐蝕較為強烈，對未形變基體腐蝕相對較弱，通過利用此化學特點，從而可在顯微鏡垂直光照明下，能夠清晰完整的顯示不銹鋼內表面噴丸硬化區域形貌，方便準確地進行不銹鋼噴丸層深度的測定，為該類材料試驗研究、質量控制及噴丸工藝調整提供準確可靠的技術依據。該發明使用方法操作簡單、使用方便、快捷、重現性好，適用于不銹鋼內表面噴丸鋼管的噴丸層深度的日常批量性檢測。
【附圖說明】
[0029]圖1:常規方法顯示的內表面噴丸不銹鋼試樣的內表面形貌
[0030]圖2:S30432噴丸硬化層微觀形貌[0031 ] 圖3:TP347H噴丸硬化層微觀形貌
【具體實施方式】
[0032]本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，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范圍之內。
[0033]實施例1
[0034]腐蝕劑的各組分按照以下體積分數配比:鹽酸一27%;丙三醇一28%;硝酸一 14%;苦味酸乙醇溶液一31% (100mL無水乙醇中加入1?1.5g苦味酸)；腐蝕劑的配置方法為:先將27%鹽酸與28%丙三醇充分混合后，再依次加入14%硝酸和31%苦味酸乙醇溶液，后一試劑的加入應在前一試劑充分溶入混合后再注入。