[发明专利]一种高氮护环钢的冷酸腐蚀试剂及其制备和使用方法

说明书

本发明属于钢坯低倍检验分析技术领域，公开了一种高氮护环钢的冷酸腐蚀试剂及其制备和使用方法。本发明的试剂组成成分由质量百分比：硫酸铜0.23～0.91％，氯化镁0.14～0.23％，氯化铁0.47～1.33％，硝酸3.53～3.71％，盐酸7.07～7.42％，无水乙醇45.58～46.50％，余量为水，其中盐酸的质量浓度为36～38％，硝酸的质量浓度为65～68％。使用方法为：在室温下，把此腐蚀试剂均匀浇在待检测试样表面进行浇蚀腐蚀，等待3‑5分钟后，试样表面出现清晰的枝晶状凝固组织；用水冲洗试样表面，吹干；用金相显微镜观察或用扫描仪扫描成像观察待检验试样表面。本发明的检验步骤简单，腐蚀试剂能够清晰地显示高氮护环钢的凝固组织和缺陷。

技术领域

本发明属于钢坯低倍检验分析技术领域，涉及冷酸腐蚀低倍检验技术，特别涉及一种高氮护环钢的冷酸腐蚀试剂及其制备和使用方法。

背景技术

冶金产品，黑色冶金和有色冶金的生产过程中，其中包括铸锭、连铸坯、铸件(铸钢件、铸铁件和合金铸件)的生产，轧制产品等都需要对其在生产过程中产生的各种缺陷进行检测，以改善生产工艺，保证产品质量。低倍检验方法可以清晰地显示铸坯、钢材的凝固组织，根据凝固组织的结晶特征来判断凝固条件，通过改变凝固条件，可以减少产品缺陷，以此指导生产，最后达到提高连铸坯质量的目的。

目前常用的低倍检验方法有硫印检验方法、热酸腐蚀检验方法、电解腐蚀检验方法、冷酸腐蚀检验方法。通过对铸坯凝固枝晶组织的观察分析，可以测定等轴晶率、柱状晶偏斜角度，树枝晶二次晶间距等重要信息。这些信息可以判定铸坯凝固条件，通过改变凝固条件，以改善钢材的质量并得到最佳冶炼工艺。

随着我国电力需求的不断增长及电力工业的发展规划，发电机组用钢材料的需求量不断加大，其质量要求也越来越高。护环是发电机组上的重要零部件之一，由于其特殊的工况和使用条件，护环钢需具备高强度、优异的抗裂纹扩展和抗应力腐蚀能力等，高氮奥氏体不锈钢P2000应运而生。相对于传统的高铬高锰护环钢材料，P2000进一步提高了N、Mo含量(Mo≥2.5％，N≥0.75％)，通过与其它合金元素共同作用，显著改善了钢的强度、韧性、蠕变抗力和耐腐蚀性等。

在护环制备过程中，因为铸态组织优劣对护环成品的力学、腐蚀等性能有着至关重要的影响，因此相应的低倍组织检测方法、腐蚀剂的制备技术至关重要。但是，P2000出众的抗腐蚀性能给低倍检测技术带来了很高的难度，因而找到一种能用于P2000铸态组织质量评估的腐蚀方法具有重大意义。

目前，已报道的腐蚀剂对于P2000钢种(Cr≥16％，Mo≥2.5％，N≥0.75％)的腐蚀效果均不佳。如公开号103592170A公开了“钢材的奥氏体晶粒度及枝晶偏析检测浸蚀液及检测方法”，该发明使用苦味酸、蒸馏水、硫酸铜、无水碳酸钠、十二烷基苯磺酸钠及钢片配成腐蚀液，静置24小时并加热至50℃～75℃，可清晰显示试样的枝晶形貌；然而此腐蚀剂制备时间长，需要加热至高温，且对高Cr高Mo抗腐蚀性能优异的P2000高氮钢并不适用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种高氮护环钢的冷酸腐蚀试剂及其制备和使用方法。

本发明的高氮护环钢的冷酸腐蚀试剂，其组成成分按照质量百分比为：硫酸铜0.23～0.91％，氯化镁0.14～0.23％，氯化铁0.47～1.33％，硝酸3.53～3.71％，盐酸7.07～7.42％，无水乙醇45.58～46.50％，余量为水，其中盐酸的质量浓度为36～38％，硝酸的质量浓度为65～68％。

进一步地，上述高氮护环钢的冷酸腐蚀试剂，组成成分按照质量百分比为：硫酸铜0.45～0.75％，氯化镁0.18～0.20％，氯化铁0.90～1.20％，盐酸7.20～7.40％，硝酸3.60～3.65％，无水乙醇45.70～46.30％，余量为水。