一、金相腐蚀的目的
金相腐蚀是通过化学或电解手段选择性溶解金属表面，显露显微组织（晶界、相界、析出物等），为金相显微镜观察提供清晰的显微组织对比。
二、常用腐蚀剂及适用材料
| 材料类型 |
腐蚀剂配方 |
腐蚀时间 |
注意事项 |
| 碳钢/低合金钢 |
4%硝酸酒精溶液（HNO₃:乙醇=1:24） |
5-30秒 |
避免过度腐蚀，腐蚀后立即冲洗 |
| 不锈钢 |
混合酸腐蚀（HCl: HNO₃:甘油=1:1:2） |
10-60秒 |
通风橱操作，防止酸雾吸入 |
| 铝合金 |
凯勒试剂（HF: HCl: HNO₃: H₂O=1:1.5:2.5:95） |
10-30秒 |
氢氟酸剧毒，需戴防酸手套 |
| 铜及铜合金 |
氯化铁盐酸溶液（FeCl₃: HCl: H₂O=5:10:85） |
10-60秒 |
腐蚀后用酒精清洗，防止氧化膜生成 |
| 钛合金 |
Kroll试剂（HNO₃: HF: H₂O=3:1:96） |
5-20秒 |
严格控制HF含量，避免过度晶界腐蚀 |
三、腐蚀操作流程
-
样品预处理
- 研磨抛光：依次使用#240-#2000砂纸打磨，再以金刚石抛光至镜面（无划痕）。
- 清洗：超声波清洗（乙醇或丙酮）去除表面油脂及磨料残留。
-
腐蚀步骤
- 浸渍法：样品浸入腐蚀剂，轻微晃动（均匀腐蚀）。
- 擦拭法：棉球蘸腐蚀剂轻拭表面（适用于局部腐蚀控制）。
- 电解腐蚀：电压3-5V，电流密度0.1-0.5A/cm²（适用于难腐蚀材料如镍基合金）。
-
终止腐蚀
- 快速冲洗：立即用乙醇或去离子水中止反应。
- 干燥：冷风吹干或吸水纸轻压（避免擦拭损伤表面）。
四、常见问题及解决方案
| 问题现象 |
可能原因 |
解决方法 |
| 组织模糊不清 |
腐蚀不足/过度腐蚀 |
调整腐蚀时间，显微镜下实时监控 |
| 晶界过宽 |
腐蚀剂浓度过高/时间过长 |
稀释腐蚀剂，缩短至5-10秒 |
| 表面氧化/污染 |
清洗不彻底或干燥不当 |
增加超声波清洗时间，改用惰性气体吹干 |
| 局部腐蚀不均 |
腐蚀剂分布不均 |
采用电解腐蚀或擦拭法 |
五、腐蚀机理与选择依据
-
化学腐蚀：通过氧化还原反应选择性溶解金属基体或特定相。
- 示例：硝酸酒精腐蚀碳钢时，铁素体优先溶解，渗碳体保留。
-
电解腐蚀：利用外加电场加速离子迁移，适用于高耐蚀合金。
- 参数：电压2-10V，腐蚀液为10%草酸溶液（不锈钢电解腐蚀）。
-
彩色腐蚀：通过形成干涉膜显示组织差异（如热染法）。
六、安全注意事项
- 个人防护：穿戴耐酸手套、护目镜及防毒面具（尤其接触HF、HNO₃等）。
- 废液处理：酸液需中和至pH 6-8（如用NaOH中和硝酸），再排放。
- 通风条件：所有腐蚀操作需在通风橱内进行，避免吸入有毒气体。
七、典型应用案例
案例名称：304不锈钢焊缝组织分析
- 腐蚀剂：混合酸（HCl:HNO₃:H₂O=1:1:1）
- 腐蚀时间：15秒
- 结果：清晰显示奥氏体基体与δ-铁素体分布（体积分数约5%），无过腐蚀。
通过精准控制腐蚀剂配方、时间及操作条件，可高效获得高质量金相组织图像，为材料性能分析提供可靠依据。
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号：241520345370
有效期至：2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号：CNAS L22006
有效期至：2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号：ISO9001-2024001
有效期至：2027年12月31日
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