Реактив для травления

орск48,керталлоталл Бе по ме М.: МГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) РЕАКТИВ ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ, преимущественно литой малоуглеродистой стали, включающий 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.Е:Пирофосфат натрия 3-5Бромистый натрий 2-62,2 -Этилсульфанол 2-5Концентрированнаясоляная кислота Осталь еИзобретение 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 выявле - ние дендритной структуры малоуглеродистой низколегированной стали. 10Изобретение проиллюстрировано примерами, приведенными в табл.1 и 2.Для лабораторных испытаний предложенного состава и состава прототипа травили темплеты размером 250 30015 х 25 мм, вырезанные на расстоянии 40 м от головной части в осевом и продольном сечении непрерывнолитого слитка стали марки ОСЮ производства Новолипецкого металлургического комбината. 20Химический состав стали приведен в табл.1,еДля 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 заданное соотношение компонентов.Травление в реактиве предложенного состава осуществляют следующим образом.Поверхность темплетов обрабатывают 35 на шлифовальном станке, доводя частоту отделки до 7-9 классов. Наклепанный слой после обработки на станке снимают абразивной шкуркой КЗи более тонкой КВ. Затем поверх В ность темплетов вытирают бензином или ацетоном, после чего обезжиривают в 5-107-ном щелочном растворе при 40- 50 С в течение 10 мин. Остатки щелочи после обезжиривания темплетов удаляют с помощью ватного тампона под струей воды и высушивают фильтровальной бумагой.В травильной ванне на чистую сухую поверхность наносят слой реактива, 6 имеющего температуру окружающей среды, и выдерживают до появления четкой зернистой структуры, примерно 1- 1,5 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 КЗМили КЗМ снимают слой с зернистым рисунком допоявления 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 концентрированнуюосоляную кислоту подогревали до 100 С,Темплет полностью погружали в горячий реактив. Продолжительность травления составляла 12 мин. Результатытравления представлены в табл.2.Из приведенных данных видно, чтопреобладает зернистая картина, дендритная выявлена настолько слабо,что исчезает в первую очередь припоследующей сошлифовке,Опробование реактива предлагаемого состава.Для опробования было приготовленотри состава предлагаемого реактиваи 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 высушенныйтемплет подвергали шлифовке абразивной шкуркой КЗМдо появления дендритного рисунка, Для получения четкого изображения с высокой разрешающей способностью операцию травленияповторяли еще 3 раза,Пирофосфат натрия и бромистый натрий стабилизируют работу реактива травления. При концентрации пирофосфата натрия менее 37 и бромистого натрия менее 2 Е процесс травления проходит нестабильно, приходится увеличивать число обработок образцов реактивом, При концентрации пирофос- фата натрия от 3 до 5 Е (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 связыванием41185164 0,25 0,011 0,013 0,062 0,01 0,02 0,04 0,02 Таблица 2 ФРп/и Содержание компонентов Температуратравлеония, С Времятравления до1-й сошлифовки, с Результатытравления У 2 -Зтилльфанол бъемы) Соля на кислот офос- Бромистый т (вес) натриконцен триро- ванная ъемы) 5,5 ендриты вы влены слаб 100 Тонкая дендритнаяструктуравыявлена хорошо образующихся при травлении ионов железа в прочные пирофосфатные и бромидные комплексы. Этот процесс способствует уменьшению концентрациисвободных ионов железа, что значительно увеличивает скорость травленияи обеспечивает выявление дендритной структуры.В результате введения поверхност 9но-активного вещества 2,2 -этилсуль О 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 тоже время 2,2 -этилсульфанол, ад 7сорбируясь на примесях, находящихся на границе дендритов, способствует их отводу из зоны реакции. Это ведет к увеличению скорости растворе ния междендритного пространства. За счет этих параллельно протекающих процессов увеличивается разность скоростей растворения дендритов и междендритного пространства, что спо ,собствует быстрому и резкому выявлению дендритной структуры. При содержании 2,2-этилсульфанола менее 2% процессы адсорбции происходят неполно, увеличение концентрации выше 5% ЗО приводит к значительному накоплению 2,2 -этилсульфанола, и 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 непрерывно- литого металла, что позволяет снизить брак по дефектам литой структуры на 40%.1185164 Продолжение табл.2 Результатытравления ИУл/п Содержание компонентов Бромистыйнатрий(вес) Соляная кислота 3 88 20 четко 4 84. 20 5 82 5,5 6,5 20 30 Часть поверхности перетравлена 63 100 100 720 Дендритывыявленыслабо Составитель А.Османцев Редактор М,Бандура Техред А.Ач Корректор Е.РошкоЗаказ 6353/36 Тираж 896 Подписное ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 1,2 -Этил- Пирофосульфанол фат (вес) объемы) Температуратравлеония, С Времятравления до1-й сошлифоЬки, с 60 Тонкая дендритнаяструктуравыявлена 40 Тонкая дендритнаяструктура выявлена хоро- шо