直接淬火硬化钢晶粒度腐蚀剂的选用

张京蓉　王宇

(攀钢集团四川长城特殊钢公司计量检测中心，四川江油621701)

摘　要：就38CrMoAl、20CrMnTi两种钢的几种试验分析并总结出比较快速准确显示直接淬火硬化钢晶粒的腐蚀剂。

关键词：直接淬火，晶粒，腐蚀

　  钢的晶粒大小，直接影响钢的性能。因此，按产品标准(或技术条件)要求，不少成品钢材均需检验晶粒度。在GB6394-2002《金属平均晶粒度测定法》中，铁素体钢的奥氏体晶粒度显示方法有：氧化法、渗碳法、模拟渗碳法、渗碳体网法、铁素体网法、直接淬火硬化法、相关法等七种方法。根据钢材的不同，我厂常用渗碳法、氧化法、直接淬火硬化法(对于直接淬火硬化钢)这三种方法。直接淬火硬化法显示的奥氏体金晶粒更加真实，供观察用的视场也比较多，而用此法显示不同钢种的奥氏体晶粒时，对于某些钢种(38CrMoAl、20CrMnTi等)至今仍没有一个令检验者比较满意的腐蚀剂。摸索适用这些钢直接淬火硬化法晶粒度的腐蚀剂，让其奥氏体晶界的显示更加完整、清晰，以减少误差是我厂仍需要进行的工作。

1　试验用钢及试样热处理

1.1　试验用钢的选择

试验用钢结合我厂的生产实际，我们选用了38CrMoAl、20CrMnTi两种钢。其取样明细表见表1。

1.2　试样

试样尺寸：方形10mm×10mm。取样部位：钢材半径1/2处。

1.3　试样热处理

38CrMoAl、20CrMnTi按GB6394-2002有关规定处理。见表2。

2　试样的腐蚀及观察

本试验选用了几种晶粒度腐蚀剂，现分别阐述如下：

2.1　饱和苦味酸水溶液+海鸥洗净剂

2.1.1　腐蚀液成分

饱和苦味酸水溶液  　20ml

海鸥洗净剂　　10滴

2.1.2　腐蚀操作及观察

(1)室温下，将磨制好的晶粒度试样(磨面向上)置于已配好的腐蚀液中，视钢种的不同腐蚀时间为15～60分钟。取出试样用清水洗后，再放入酒精中，在热风下用棉花擦净试样面。在显微镜下观察，20CrMnTi、38CrMoAl晶界显示均较好。见图1。

(a)20CrMnTi　100×　　　　　　　　　　　　　(b)38CrMoAl　100×

图1　试样在(饱含苦味酸水溶液+海鸥洗净剂)常温下腐蚀后的晶界晶粒

图2　试样在C饱含苦味酸水溶液+海鸥洗净剂60℃～70℃时腐蚀后的晶界晶粒

(2)将腐蚀液加热到60℃～70℃，放入已磨制好的晶粒度试样，热腐蚀5min左右。取出试样水洗后放入酒精中，在热风下用棉花擦净试样面。在显微镜下观察，20CrMnTi晶界显示清楚，38CrMoAl晶界不显示，见图2。

2.2　饱和苦味酸水溶液+十二烷基苯磺酸钠

2.2.1　腐蚀液成分

饱和苦味酸水溶液：100ml

十二烷基苯磺酸钠：2g

2.2.2　腐蚀操作及观察

将腐蚀液搅匀并加热至80℃后停止加热，用竹夹子夹住已磨好的晶粒度试样，在热腐蚀液中不停地晃动2min左右。取出已腐蚀的试样在热风下用棉花擦干试样面。在显微镜下观察，38CrMoAl晶界能显示，20CrMnTi晶界隐约可见，见图3。

(a)20CrMnTi100×　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b)38CrMoAl100×

图3　饱和苦味酸水溶液+十二烷基苯磺酸钠(80℃)热腐蚀后的晶界

38CrMoAl　100×

图4　试样在饱和苦味酸水溶液+海鸥洗净剂+少量新洁尔灭中腐蚀后的晶界晶粒

2.3　饱和苦味酸水溶液+海鸥洗净剂+少量新洁尔灭

2.3.1　腐蚀液成分

饱和苦味酸水溶液：　100ml

海鸥洗净剂：　50滴

新洁尔灭：　5ml

2.3.2　腐蚀操作及观察

将磨制好的晶粒试样放入腐蚀液中(试面向上)，腐蚀10min～25min。取出试样用清水洗后，再放入酒精中，在热风下用棉花擦净试样面。在显微镜下观察，38CrMoAl晶界较清楚，20CrMnTi晶界极浅(但能评级)。见图4。

3　试验结果

两种钢采用不同的腐蚀剂，腐蚀结果见表3。

4　各种腐蚀剂的比较

(1) 饱和苦味酸水溶液加海鸥洗净剂，显示晶界较好，操作简单，不需加热，但腐蚀时间较长。当用此试剂进行热腐蚀(60℃～70℃)时，38CrMoAl晶界不显示，20CrMnTi晶界显示较清楚。

(2) 较饱和苦味酸水溶液加十二烷基苯磺酸钠与饱和苦味酸水溶液加海鸥洗净剂热腐蚀结果：首先，这两种试剂适用的钢种不完全相同。在晶界能显示出来的条件下，前者晶界更清晰，基体组织出现少，反差也好，但对温度很敏感(温度高于80℃，晶界不显示)，易出现腐蚀黑斑。进行逐个腐蚀，并在腐蚀过程中晃动试样，可提高腐蚀质量。后者温度范围较宽，试样可一批放入，晶界完整清晰，只是基体组织容易出来。

(3) 饱和苦味酸水溶液加海鸥洗净剂加少量新洁尔灭试剂，显示38CrMoAl晶界较清楚，20CrMnTi晶界隐约可见。

5　结论

(1) 试验表明上述四种腐蚀剂，只要操作恰当均能显示某种钢的奥氏体晶界。

(2) 比较而言，饱和苦味酸水溶液+海鸥洗净剂及饱和苦味酸水溶液+十二烷基苯磺酸钠两种腐蚀剂适用要广泛一些，效果要好一些。