《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》

1钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法本文件规定了检验钢的低倍组织及缺陷的热酸腐蚀法、冷酸腐蚀法（含枝晶腐蚀法）及电解腐蚀法。本文件适用于钢的低倍组织及缺陷的酸蚀检验。其他材料的酸蚀检验可参照本文件执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T8978—1996污水综合排放标准GB/T30067金相学术语3术语和定义GB/T30067界定的术语和定义适用于本文件。4试样4.1试样截取4.1.1试样截取部位、数量和试验状态按有关标准、技术条件或双方协议的规定进行。若无规定，可在钢材（坯）上按熔炼（批）号抽取两支试样，一般在相当于第一和最末盘（支）钢锭的头部或相当于连铸头坯、尾坯截取。4.1.2连铸坯应按熔炼（批）号在对应连铸浇铸工艺参数（如拉速等）稳定条件下截取试样，代表常规取样。4.1.3横向试样的检验面应垂直于钢材（坯）的延伸方向；纵向试样的检验面一般应通过钢材（坯）的纵轴，最后一次的加工方向应垂直于钢材（坯）的延伸方向。4.2试样加工4.2.1取样可使用热锯、冷锯、火焰切割、剪切等方法截取。试样加工时应去除由于取样造成的变形和热影响区。4.2.2试样检验面距切割面参考尺寸为：——热锯切割时不小于20mm；——冷锯切割时不小于10mm；——火焰切割时不小于25mm；——激光切割时不小于3mm；24.2.3加工后试样检验面表面粗糙度Ra应符合下列要求：——冷酸蚀：Ra≤0.8μm；但枝晶腐蚀：机加工磨光Ra≤0.1μm，磨光后的试样进行机械抛光或手动抛光Ra≤0.025μm；小尺寸及精细组织腐蚀试样抛光Ra≤0.025μm。4.2.4试样表面不允许有油污和加工伤痕，必要时应预先清除。4.3试样尺寸4.3.1试样的厚度一般为20mm～30mm。4.3.2纵向试样的长度一般为边长或直径的1.5倍.4.3.3钢板检验面的尺寸一般长为250mm，宽为板厚。4.3.4连铸板坯可取全截面或大于宽度之半的截面横向试样，方坯、圆坯、异型坯取横向全截面试样。4.3.5对于小尺寸钢材试样或零件，可取试样全截面。而大截面试样可切割成小块，其切割时应确保不影响其中心区域的组织状态。4.3.6其它类型试样尺寸可按相关标准、技术条件或双方协议的规定执行。5试验方法5.1概述5.1.1钢的低倍酸蚀检验，是采用酸液等腐蚀剂，在室温、加热或电解条件下对钢样表面进行浸蚀，显现其低倍组织特征，采用目视或不大于10倍放大倍率进行检验。此方法可检出裂纹、气孔、夹杂物、疏松等不连续缺陷，可显示树枝晶、柱状晶、偏析、流线、热影响区等组织分布情况，用以评价钢材组织均匀性和缺陷分布特征。5.1.2下列方法中参数的选择应保证准确显示钢的低倍组织及缺陷。各类强酸的比重如下：——盐酸(ρ201.19g/mL）；——硝酸(ρ201.40g/mL）。5.1.3仲裁检验时，若技术条件无特殊规定，推荐以热酸腐蚀法为准。5.2热酸腐蚀法5.2.1根据不同钢种选择相应的酸液，表l为推荐使用的热腐蚀成分、腐蚀时间及温度。表1推荐使用的热酸腐蚀液成分、腐蚀时间及温度12碳素结构钢，碳素工具钢，硅钢，弹簧33表1推荐使用的热酸腐蚀液成分、腐蚀时间及温度（续）455.2.2试样腐蚀时，试面不应与容器或其他试样接触，检验面上的腐蚀产物可选用3%～5%(容积比)碳酸钠水溶液或10%～15%(容积比)硝酸水溶液刷除，然后用水洗净吹干，也可用热水直接洗刷吹干。5.2.3如果发生欠腐蚀，则再继续进行腐蚀，如果发生过腐蚀，则必须将试面重新加工，除去2mm5.3冷酸腐蚀法5.3.1冷酸腐蚀法包括常规冷酸腐蚀法和枝晶腐蚀法，一般用于大试件的低倍检验。腐蚀方法有浸蚀和擦蚀两种，获得较好的腐蚀效果后，用热水冲洗，然后再用高压风吹干。注：枝晶腐蚀法一般用于枝晶组织及缺陷的低倍检验。5.3.2表2为推荐使用的冷酸腐蚀液成分及其适用范围。表2推荐使用的冷酸腐蚀液成分及其适用范围234567895.3.3表3为推荐使用的枝晶腐蚀液成分及其适用范围。4表3推荐使用的枝晶腐蚀液成分及其适用范围1氯化铜20g～30g，苦味酸0.1g～0.3g，盐酸235.3.4如果发生过腐蚀，则应将试样检验面重新加工，去掉1mm以上深度再进行重新腐蚀。5.3.5腐蚀剂过硫酸铵溶液（容积比为10%～20%的水溶液）主要用于纵向截面，以检测偏析、流线等特定类型缺陷。为获得最佳效果，建议使用新配制的溶液。5.3.6浓度为5%～10%(容积比)的硝酸溶液（溶于酒精或水），主要用于检测局部应变、磨削裂纹、过热区以及脱碳表面层的深度等特征组织。使用该试剂要求试样表面精抛光。5.4.1交流电电解腐5.4.1.1设备装置示意图见图1。图1交流电电解腐蚀示意图标引序号说明：1—交流电变压器（输出电压≤36V）；4—电极钢板；6—试样。5.4.1.2用交流电在室温下使用酸液成分为15%～30%（容积比）工业盐酸水溶液。55.4.1.3通常使用电压小于36V，电流强度小于400A，电解腐蚀时间为5min～30min。5.4.1.4试样放在两极板之间，必须被酸液浸没，试面之间不能互相接触，并与电极板平行。5.4.1.5获得较好的腐蚀效果后，用流动的水冲洗试样，刷掉腐蚀后的残留物，再用高压风吹干。5.4.2直流电电解腐蚀法5.4.2.1设备装置示意图见图2。图2直流电电解腐蚀示意图标引序号说明：3—电流表；4—电极钢板；6—试样（阳极）5.4.2.2用直流电在室温下电解腐蚀，当试样面积小于130cm2时酸液为100ml水中加入6ml～12ml5.4.2.3试样作为阳极被酸液浸没。面积小于130cm2的试样，建议工作电流为8mA／mm2～16mA/mm2，面积大于130cm2的试样，建议工作电流为48mA／mm2～68mA／mm2。5.4.2.4获得较好的腐蚀效果后，用10%的柠檬酸钠溶液和刷子对试样进行清洁，再用高压风吹干。5.4.3全自动电解腐蚀法5.4.3.1设备装置示意图见图3。6图3全自动电解腐蚀示意图标引序号说明：2—夹持装置；）；4—阴极棒；7—清洗吹干装置；8—扫描成像装置。5.4.3.2用恒压恒流电源在室温下进行电解腐蚀，全程自动控制试样输送、电解腐蚀、清洁吹干、扫描成像等闭环流程，腐蚀采用100ml水中加入6ml～25ml的盐酸和0.5～1g的硼酸。5.4.3.3试样作为阳极，酸液在腐蚀面与阴极棒之间循环流过。面积小于130cm2的试样，建议工作电流为8mA／mm2～160mA／mm2，面积大于130cm2的试样，建议工作电流为48mA／mm2～68mA/mm2。通常试样腐蚀时间5min～20min。5.4.3.4腐蚀后，用10%的柠檬酸钠溶液和刷子对试样进行清洁，再用高压风吹干。获得试样截面较好的显示效果。6检验结果6.1由热酸腐蚀法、冷酸腐蚀法、电解腐蚀法显示出的钢的低倍组织和缺陷形貌可采用光学照相或数码成像的方法获得。6.2由枝晶腐蚀法显示出的钢的枝晶组织和缺陷形貌可采用扫描成像的方法(扫描精度大于1000dpi)6.3全自动电解腐蚀法显示的钢的低倍组织和缺陷形貌可采用自动化成像分析和智能缺陷识别系统获得。7试样保留为了将试样保存一定的时间，建议采用下列方法：——中和法：用10%氨水酒精溶液浸泡后，再以热水冲洗刷净，并吹干；——钝化法：短时间地浸入浓硝酸（大约5s）;钝化后的试样用热水冲洗刷净并干燥