Реактив для травления

 

РЕАКТИВ ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ, преимущественно литой малоуглеродистой стали, включающий концентрированную соляную кислоту с поверхностно-активным веществом, отличающий с я тем, что, с целью выявления дендритной структуры малоуглеродистой низколегированной стали, он дополнительно содержит пирофосфат натрия и бромистый натрий, а в качестве поверхностно-активного вещества 2,2-эт11псульфанол при следующем соотношении компонентов, мас.%: 3-5 Пирофосфат натрия § 2-6 Бромистый натрий (Л 2,2-Этилсульфанол 2-5 Концентрированная Остальное соляная кислота

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (53) 621. 794.42 (088.8) 3-5

2-6

2-5

Пирофосфат натрия

Бромистый натрий

2,2 -Этилсульфанол

Концентрированная соляная кислота

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3695885/22-02 (22) 27.01.84 (46) 15.10.85. Бюл. )(38 (72) А.И.Яценко, В.В.Величко, Н.И.Репина, Г.В.Кругликова, А.П.Шаповалов, А.С.Офицеров, З.Н.Кардаш и К.Ф.Лосев (71) Институт черной металлургии (5á) Голиков И.Н.,Масленков С.Б.

Дендритная ликвация в сталях и сплавах. М.: Металлургия, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 437948, кл. С 01 N 1/32, 1974.

Бекнерт М., Клемм Х. Справочник по металлографическому травлению.

M.: Металлургия, 1979. (54) (57) РЕАКТИВ ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ, преимущественно литой малоуглеродистой стали, вклю (ающий концентрированную соляную кислоту с поверхностно-активным веществом, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью выявления дендритной структуры малоуглеродистой низколегированной стали, он дополнительно содержит пирофосфат натрия и бромистый натрий, а в качестве поверхностно-активного вещества

2,2 -этилсульфанол при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

1185164 г

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам для травления металла, и может быть использовано пля изучения качества металла путем макроисследования, например, 5 при анализе дендритной структуры литой малоуглеродистой стали.

1(елью изобретения является выявление дендритной структуры малоуглеродистой низколегированной стали. 10

Изобретение проиллюстрировано примерами, приведенными в табл.1 и 2.

Для лабораторных испытаний предложенного состава и состава прототипа травили темплеты размером 250 300 r 15 х25 мм, вырезанные на расстоянии 40 м от головной части в осевом и продольном сечении непрерывнолитого слитка стали марки ОСЮ производства Новолипецкого металлургического комбината. 20

Химический состав стали приведен в табл.1.

Для приготовления данного реактива необходимое количество пирофосфата натрия и бромистого натрия раство- ряют в небольшом количестве концентрированной соляной кислоты, затем добавляют 2,2 -этилсульфанол. Готовый раствор смешивают с остальной соляной кислотой в объеме, обеспечивающем за-1 данное соотношение компонентов.

Травление в реактиве предложенного состава осуществляют следующим образом.

Поверхность темплетов обрабатывают 3 на шлифовальном станке, доводя частоту отделки до 7-9 классов. Наклепанный слой после обработки на станке снимают абразивной шкуркой КЗ-240 и более тонкой КВ-320. Затем поверх- 40 ность темплетов вытирают бензином или ацетоном, после чего обезжиривают в

5-10Z-ном щелочном растворе при 4050 С в течение 10 мин. Остатки щелочи после обезжиривания темплетов уда-45 ляют с помощью ватного тампона под струей воды и высушивают фильтровальной бумагой.

В травильной ванне на чистую сухую поверхность наносят слой реактива, 0 имеющего температуру окружающей среды, и выдерживают до появления четкой зернистой структуры, примерно 1l 5 мин. Процесс травления прекращают, остатки реактива с поверхности 55 темплетов удаляют с помощью ватного тампона под струей воды, затем их высушивают фильтровальной бумагой. С протравленной поверхности тонкой абразивной шкуркой К3Н-40 или K3N-50 снимают слой с зернистым рисунком до появления дендритной картины. Для получения четкого изображения с высокой разрешающей способностью операцию травления с последующими сошлифовками повторяют от 3 до 5 раз.

Опробование состава прототипа.

Для травления концентрированную о соляную кислоту подогревали до 100 С.

Темплет полностью погружали в горячий реактив. Продолжительность травления составляла 12 мин. Результаты травления представлены в табл.2.

Из приведенных данных видно, что преобладает зернистая картина, дендритная выявлена настолько слабо, что исчезает в первую очередь при последующей сошлифовке.

Опробование реактива предлагаемого состава.

Для опробования было приготовлено три состава предлагаемого реактива и два состава с запредельными концентрациями ингредиентов. Составы реактивов и результаты травления представлены в табл.2.

Предварительно подготовленную поверхность смачивали реактивом и следили за тем, чтобы она была полностью покрыта раствором. Травление прекращали при появлении четкой зернистой структуры. Промытый и высушенный темплет подвергали шлифовке абразивной шкуркой КЗМ-50 до появления дендритного рисунка. Для получения четкого изображения с высокой разрешающей способностью операцию травления повторяли еще 3 раза.

Пирофосфат натрия и бромистый натрий стабилизируют работу реактива травления. При концентрации пирофосфата натрия менее 37 и бромистого натрия менее 2Е процесс травления проходит нестабильно, приходится увеличивать число обработок образцов реактивом. При концентрации пирофос- фата натрия от 3 до 5Х (более высокие концентрации пирофосфата натрия ограничены растворимостью этой соли) и бромистого натрия 2 до 67. (больше

67. бромистого натрия замедляют процесс травления, число обработок тоже приходится увеличивать) обеспечивается максимальная скорость травления и стабилизируется работа реактива.

Такой эффект обусловлен связыванием

4 °

1185164

0,25 0,011 0,013 0,062 0,01 0,02 0,04

0,02

Таблица 2

ФР п/и

Содержание компонентов

Температура травлео ния, С

Время травления до

1-й сошлифовки, с

Результаты травления

У ,2 -Зтилульфанол объемы) Соляная кислота

Пирофос- Бромистый фат (вес) натрий (вес) концентрированная (объемы) 120 Дендриты выявлены слабо

1,5

1 95,5

100 Тонкая дендритная структура выявлена xo" рошо

2 93 образующихся при травлении ионов железа в прочные пирофосфатные и бромидные комплексы. Этот процесс способствует уменьшению концентрации свободных ионов железа, что значительно увеличивает скорость травления и обеспечивает выявление дендритной структуры.

B результате введения поверхност1 но-активного вещества 2,2 -этилсуль- 10 фанола происходит накопление его на границе раздела фаз в области с меньшей скоростью взаимодействия (дендрит — раствор кислоты), за счет чего скорость растворения понижается. 15

В то же время 2,2 -этилсульфанол, ад7 сорбируясь на примесях, находящихся на границе дендритов, способствует их отводу из зоны реакции. Это ведет к увеличению скорости растворе- 20 ния междендритного пространства. За счет этих параллельно протекающих процессов увеличивается разность скоростей растворения дендритов и междендритного пространства, что спо- 25 .собствует быстрому и резкому выявлению дендритной структуры. При содержании 2,2 -этилсульфанола менее 27 процессы адсорбции происходят неполно, увеличение концентрации выше 57 30

1 приводит к значительному накоплению

2,2 -этилсульфанола, H в междендритном пространстве уменьшается разность скоростей растворения. Появляется травление как границ,так и дендритов, и создается неблагоприятное условие для выявления дендритной структуры, результатом является появление пятен.

Введение в состав травителя пирофосфата натрия, бромида натрия и 2, 2 -этилсульфанола способствует четкому выявлению дендритных солей и междендритных участков, следовательно, повышается выявляющая способность раствора с одновременным сохранением рельефности иэображения.

Снижение температуры раствора понижает его реакционную способность, что позволяет предотвратить одновременное растравливание осей и междендритных участков, в то же время повышает адсорбцию поверхностно-активного вещества на границе раздела фаз, Как видно из приведенных в табл.2 данных, предложенный реактив облегчает изучение структуры непрерывнолитого металла, что позволяет снизить брак по дефектам литой структуры на 40 .

1185164

Продолжение табл.2

Результаты травления

И Ф л/п

Содержание компонентов

Бромистый натрий (вес) Соляная кислота

3 88

20 четко

4 84.

5 82

5,5

6 5

30 Часть поверхности перетравлена

j3) 100

100

720 Дендриты выявлены слабо

Составитель А.Османцев

Редактор M.Áàíäóðà Техред А.Ач Корректор Е.Рошко

Заказ 6353/36 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 концентрированная (объемы) 1 ,2 -Этил- Пирофосульфанол фат (вес) объемы) Температура травлео ния, С

Время травления до

1-й сошлифовки, с.

60 Тонкая дендритная структура выявлена

40 Тонкая дендритная структура выявлена хорошо