Page 23 - 理化检验-物理分册2023年第三期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202303004

一种适用于气阀用耐热钢显微组织的腐蚀方法

孙江欢, 谷秀锐, 孙晓冉, 白丽娟, 稽 爽, 郭福在

( 河钢集团钢研总院, 石家庄 052160 )
摘 要: 采用不同腐蚀剂对热轧态和时效态5Cr21Mn9Ni4N 耐热钢进行腐蚀, 研究了不同腐蚀
剂对5Cr21Mn9Ni4N 钢腐蚀效果的影响。结果表明: 传统的硝酸乙醇溶液无法腐蚀试样, 试样表
面无任何变化; 三氯化铁盐酸水溶液无法使试样显示清晰完整的组织及晶界, 且存在过度腐蚀现

象; 采用5gFeCl 3+50mLHCl+100mLH 2O 腐蚀剂与10 gCuSO 4+15mLH 2 SO 4+100mL

腐蚀剂配合使用, 在室温下对热轧态及时效态5Cr21Mn9Ni4N 钢进行腐蚀,
HCl+5mLC 3H 8O 3
能够清晰显示材料的奥氏体组织。

关键词: 5Cr21Mn9Ni4N 耐热钢; 奥氏体; 晶界; 孪晶; 腐蚀剂; 金相检验

中图分类号: TB31 ; TG115.21 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 03-0011-03

Acorrosionmethodsuitableforthemicrostructureof

heat-resistantsteelforairvalve

SUNJian g huan , GUXiurui , SUNXiaoran , BAILi j uan , JIShuan g GUOFuzai
,

( HBISGrou pResearchInstitute , Shi j iazhuan g 052160 , China )

Abstract : Thehotrolledanda g ed5Cr21Mn9Ni4Nheat-resistantsteelswerecorrodedb ydifferentcorrosion

a g ents , andtheeffectsofdifferentcorrosiona g entsonthecorrosionresultsof5Cr21Mn9Ni4Nsteelwerestudied.

Theresultsshowthatthetraditionalnitricacidethanolsolutioncouldnotcorrodethesam p le , andtherewasno

chan g eonthesurfaceofthesam p le.Ferricchlorideh y drochloricacida q uenoussolutioncouldnotmakethesam p le

showclearandcom p letemicrostructureand g rainboundar y , andtherewasexcessivecorrosion p henomenon.Usin g

5gFeCl 3+50mLHCl+100mLH 2Oetchantand10gCuSO 4+15mL H 2 SO 4+100mL HCl+5mLC 3H 8O 3

etchanttocorrodethehotrolledanda g ed5Cr21Mn9Ni4Nsteelsatroomtem p erature , theaustenitestructureofthe

materialcouldbeclearl y dis p la y ed.

Ke y words : 5Cr21Mn9Ni4Nheat-resistantsteel ; austenite ; g rainboundar y ; cr y staltwin ; corrosiona g ent ;

metallo g ra p hicexamination
目前, 使用最广泛的气阀钢材料为奥氏体型耐 观察到明显的晶粒晶界不完整或过度腐蚀的组织缺
热钢 21-4N ( 5Cr21Mn9Ni4N 钢)。该钢的高温强 陷。笔者采用不同的腐蚀剂对热轧态和时效态耐热
度、 韧性、 硬度较高, 耐磨性、 抗氧化性、 耐腐蚀性以 钢21-4N 进行腐蚀, 研究了不同腐蚀剂对耐热钢
及在冷热交加条件下组织的稳定性较好 [ 1 ] , 广泛用 21-4N 腐蚀效果的影响, 以获得适用于耐热钢 21-
于制造汽车、 摩托车的发动机排气阀。 4N 显微组织的腐蚀方法。
耐热钢21-4N 基体具有较强的耐腐蚀性, 且不
同基体材料的化学成分、 热处理方法及加工状态不 1 试验材料及制备方法
同, 导致获得材料完整、 清晰的显微组织变得困 试验材料为耐热钢 21-4N , 其化学成分分析结
难 [ 2 ] 。若使用不匹配的腐蚀剂, 在光学显微镜下, 会 果如表1所示 [ 3 ] 。钢材的热处理工艺为: 非真空冶
炼→精炼→电渣重熔→锻造开坯→热轧→固溶时效
收稿日期: 2022-04-02
处理。沿钢材轧制方向, 分别截取尺寸为20mm×
作者简介: 孙江欢( 1991- ), 女, 工程师, 主要从事物理检测工
15mm×10mm ( 长×宽×高) 的热轧态和时效态试
作, sun j ian g huan@hbisco.com
1
1