铜合金金相腐蚀剂

金相技术金相腐蚀剂介绍 (樊东黎　摘自Heat Treating Pr ogress,Dece mber,2001:982101) 表1　碳钢和合金钢显微组织检验腐蚀剂序号腐蚀剂用途和显示特征1硝酸醇液:1～5mL的HNO3溶于99%～95%乙醇(95%)或甲醇(95%)显示低碳钢铁素体晶界;在珠光体和渗碳体或铁素体网间形成反差;在马氏体和铁素体混合组织中显现铁素体晶界;腐蚀与苦味酸酒精液不发生作用的低合金铬轴承钢,特别适用于马氏体组织显示。

2苦味酸醇液:苦味酸4g,100mL乙醇(95%)或甲醇(95%)最大程度地显示珠光体、球状碳化物和贝氏体组织细节;显示马氏体中未溶碳化物粒子;因色彩区分铁素体、马氏体和大块碳化物;区分贝氏体和细珠光体;显示低碳钢晶界上的碳化物粒子,补加015～1mL的氯化苄基・二甲基・烷基铵湿润剂可以提高腐蚀速度3维列拉腐蚀剂:HCl5mL,苦味酸1g,100mL乙醇(95%)或甲醇(95%)用于高反差腐蚀(a);显示回火马氏体和等温形变钢奥氏体晶界特效;显示珠光体条纹4HCl(浓)1～115mL,苦味酸2～4g,100mL乙醇(95%)显示珠光体条纹(b)5K2Cr2O730g,热蒸馏水225mL,水醋酸30mL显示铅夹杂物,在偏振光线(c)下呈黄或金黄色。

6Cr O316g,蒸馏水145mL,NaOH80g(d)显示由于热加工前的过热形成的晶间氧化(e)7偏亚硫酸氢钾10g,水100mL分辨淬火组织,过去用硝酸酒精或苦味酸液8荷华仕试剂:H2S O410mL,HNO310mL,水80mL检验过热和过烧以及锻钢件9偏亚硫酸氢钠8g,水100mL对淬火马氏体组织形成良好反差10KCN1g,水100mL和溶入10mL氯仿的0125g二苯基硫卡巴腙混和把铅夹杂物染成红色;试样在偏振光下观察色彩十分明显11每100mL三癸基苯磺酸钠溶入1g饱和的苦味酸水溶液非常成功地显示中碳或高碳马氏体钢中的初始奥氏体晶界,钢不经回火或在540℃以下回火,浸入或揉擦20m in12苦味酸2g,Na OH25g,水100mL苛性苦味酸钠,煮沸30s或稍长使碳化铁体变暗,溶液会蚀去酚醛树脂突起13饱和硫代硫酸钠冷溶液50mL,偏亚硫酸氢钾1g 克莱默染色腐蚀剂:铁素体着色,预蚀40～100s直至表面变色,在硝酸酒精或苦味酸中预蚀会改善清晰度(a)试样在315℃回火20～30m in;(b)试样在室温溶液中浸5～10s;(c)在室温下腐蚀10～20s,热水冲洗、干燥;(d)缓慢加入NaOH保持搅动;(e)试样在沸液中煮10～30m in,热水冲洗,吹风干燥。

金相分析资料金相腐蚀金相样品制备中的一道工序，有2种方法：化学腐蚀法和电解腐蚀法一、化学腐蚀化学腐蚀是将抛光好的样品磨光面在化学腐蚀剂中腐蚀一定时间，从而显示出其试样的组织形貌。

纯金属及单相合金的腐蚀是一个化学溶解的过程。

由于晶界上原子排列不规则，具有较高自由能，所以晶界易受腐蚀而呈凹沟，使组织显示出来，在显微镜下可以看到多边形的晶粒。

若腐蚀较深，则由于各晶粒位向不同，不同的晶面溶解速率不同，腐蚀后的显微平面与原磨面的角度不同，在垂直光线照射下，反射进入物镜的光线不同，可看到明暗不同的晶粒。

两相合金的腐蚀主要是一个电化学腐蚀过程。

两个组成相具有不同的电极电位，在腐蚀剂中，形成极多微小的局部电池。

具有较高负电位的一相成为阳极，被溶入电解液中而逐渐凹下去；具有较高正电位的另一相为阴极，保持原来的平面高度。

因而在显微镜下可清楚地显示出合金的两相。

图为镁-锌合金与珠光体组织两相腐蚀后的情况。

多相合金的腐蚀，主要也是一个电化学的溶解过程。

在腐蚀过程中腐蚀剂对各个相有不同程度的溶解。

必须适用合适的腐蚀剂，如果一种腐蚀剂不能将全部组织显示出来，就应采取两种或更多的腐蚀剂依次腐蚀，使之逐渐显示出各相组织，这种方法也叫选择腐蚀法。

另一种方法是薄膜染色法。

此法是利用腐蚀剂与磨面上各相发生化学反应，形成一层厚薄不均的膜(或反应沉淀物)，在白光的照射下，由于光的干涉使各相呈现不同的色彩，从而达到辨认各相的目的。

化学腐蚀的方法是显示金相组织最常用的方法。

其操作方法是：将已抛光好的试样用水冲洗干净或用酒精擦掉表面残留的脏物，然后将试样磨面浸入腐蚀剂中或用竹夹子或木夹夹住棉花球沾取腐蚀剂在试样磨面上擦拭，抛光的磨面即逐渐失去光泽；待试样腐蚀合适后马上用水冲洗干净，用滤纸吸干或用吹风机吹干试样磨面，即可放在显微镜下观察。

试样腐蚀的深浅程度要根据试样的材料，组织和显微分析的目的来确定，同时还应与观察者所需要的显微镜的放大率有关；高倍观察时腐蚀稍浅一些，而低倍观察则应腐蚀较深一些。

上表带＊是应用比较广的
彩色金相是利用化学和物理的方法，在式样表面形成一层具有特殊性质的薄膜。

利用薄膜干涉效应，使金属及合金的显微组织显现不同的颜色，通过颜色衬度去识别显微组织结构。

而传统的黑白金相是通过化学试剂的腐蚀作用，使金属表面产生凹凸不平，从而产生反光能力的差别（亮度差），以此来显示金相组织的微观结构。

黑白金相的腐蚀剂；
一般没有严格的规定：
如碳酸、酒精、苦味酸液、氢氟酸、氢氧化钠、稀硫酸甲醇乙醚草酸稀硝酸等或者是它们中2-3种的混合物但是酸如果是强酸要尽可能的稀一点。

彩色金相腐蚀剂。

一些常用的金相腐蚀剂低倍组织浸蚀剂序号用途成份腐蚀方法附注A101 大多数钢种1:1(容积比工业盐酸水溶液60-80℃热蚀时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a. 中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。

b. 钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。

c. 涂层保护法:涂清漆和塑料膜。

A102 奥氏体不锈钢.耐热钢盐酸10份硝酸1份水10份(容积比) 60-70℃热蚀时间: 5-25minA103 碳素钢合金钢高速工具钢盐酸38份硫酸12份水50份(容积比) 60-80℃热蚀时间: 15-25minA104 大多数钢种盐酸500ml 硫酸35ml 硫酸铜150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用A108号浸蚀剂作冲刷液A105 大多数钢种三氯化铁200g 硝酸300ml 水100ml 室温浸蚀或擦拭1-5minA106 大多数钢种盐酸30ml 三氯化铁50g 水70ml 室温浸蚀A107 碳素钢合金钢10%-40%硝酸水溶液(容积比室温浸蚀25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂 a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。

b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。

A108 碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织10%-20%过硫酸铵水溶液室温浸蚀或擦拭A109 碳素钢合金钢三氯化铁饱和水溶液500ml 硝酸10ml 室温浸蚀A110 不锈钢及高铬.高镍合金钢硝酸1份盐酸3份A111 奥氏体不锈钢硫酸铜100ml 盐酸500ml 水500ml 室温浸蚀也可以加热使用通用浸蚀剂A112 精密合金高温合金硝酸60ml 盐酸200ml 氯化高铁50g 过硫酸铵30g 水50ml 室温浸蚀A113 钢的技晶组织工业氯化铜铵12g 盐酸5ml 水100ml 浸蚀30-60min后对表面稍加研磨则能获得好的效果A114 显示铸态组织和铸钢晶粒度硝酸10ml 硫酸10ml 水20ml 室温浸蚀A115 高合金钢高速钢铁-钴和镍基高温合金盐酸50ml 硝酸25ml 水25ml 稀王水浸蚀剂A116 铁素体及奥氏体不锈钢重铬酸钾25g (K2Cr2O7) 盐酸100ml 硝酸10ml 水100ml 60-70℃热蚀时间:30-60min碳钢、合金钢显微组织序号用途成份腐蚀方法附注A201 碳钢合金钢硝酸1-10ml乙醇90-99ml 硝酸加入量按材料选择，常用3%-4%溶液，1%溶液适用于碳钢中温回火组织及CN共渗黑色组织最常用浸蚀剂。

一些常用的金相腐蚀剂低倍组织浸蚀剂序号用途成份腐蚀方法附注A101 大多数钢种1:1(容积比工业盐酸水溶液60-80℃热蚀时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a. 中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。

b. 钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。

c. 涂层保护法:涂清漆和塑料膜。

A102 奥氏体不锈钢.耐热钢盐酸10份硝酸1份水10份(容积比) 60-70℃热蚀时间: 5-25minA103 碳素钢合金钢高速工具钢盐酸38份硫酸12份水50份(容积比) 60-80℃热蚀时间: 15-25minA104 大多数钢种盐酸500ml 硫酸35ml 硫酸铜150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用A108号浸蚀剂作冲刷液A105 大多数钢种三氯化铁200g 硝酸300ml 水100ml 室温浸蚀或擦拭1-5minA106 大多数钢种盐酸30ml 三氯化铁50g 水70ml 室温浸蚀A107 碳素钢合金钢10%-40%硝酸水溶液(容积比室温浸蚀25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂 a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。

b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。

A108 碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织10%-20%过硫酸铵水溶液室温浸蚀或擦拭A109 碳素钢合金钢三氯化铁饱和水溶液500ml 硝酸10ml 室温浸蚀A110 不锈钢及高铬.高镍合金钢硝酸1份盐酸3份A111 奥氏体不锈钢硫酸铜100ml 盐酸500ml 水500ml 室温浸蚀也可以加热使用通用浸蚀剂A112 精密合金高温合金硝酸60ml 盐酸200ml 氯化高铁50g 过硫酸铵30g 水50ml 室温浸蚀A113 钢的技晶组织工业氯化铜铵12g 盐酸5ml 水100ml 浸蚀30-60min后对表面稍加研磨则能获得好的效果A114 显示铸态组织和铸钢晶粒度硝酸10ml 硫酸10ml 水20ml 室温浸蚀A115 高合金钢高速钢铁-钴和镍基高温合金盐酸50ml 硝酸25ml 水25ml 稀王水浸蚀剂A116 铁素体及奥氏体不锈钢重铬酸钾25g (K2Cr2O7) 盐酸100ml 硝酸10ml 水100ml 60-70℃热蚀时间:30-60min碳钢、合金钢显微组织序号用途成份腐蚀方法附注A201 碳钢合金钢硝酸1-10ml乙醇90-99ml 硝酸加入量按材料选择，常用3%-4%溶液，1%溶液适用于碳钢中温回火组织及CN共渗黑色组织最常用浸蚀剂。

一些常用的金相腐蚀剂低倍组织浸蚀剂序号用途成份腐蚀方法附注A101 大多数钢种1:1(容积比工业盐酸水溶液60-80℃热蚀时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a. 中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。

b. 钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。

c. 涂层保护法:涂清漆和塑料膜。

A102 奥氏体不锈钢.耐热钢盐酸10份硝酸1份水10份(容积比) 60-70℃热蚀时间: 5-25minA103 碳素钢合金钢高速工具钢盐酸38份硫酸12份水50份(容积比) 60-80℃热蚀时间: 15-25minA104 大多数钢种盐酸500ml 硫酸35ml 硫酸铜150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用A108号浸蚀剂作冲刷液A105 大多数钢种三氯化铁200g 硝酸300ml 水100ml 室温浸蚀或擦拭1-5minA106 大多数钢种盐酸30ml 三氯化铁50g 水70ml 室温浸蚀A107 碳素钢合金钢10%-40%硝酸水溶液(容积比室温浸蚀25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂 a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。

b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。

A108 碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织10%-20%过硫酸铵水溶液室温浸蚀或擦拭A109 碳素钢合金钢三氯化铁饱和水溶液500ml 硝酸10ml 室温浸蚀A110 不锈钢及高铬.高镍合金钢硝酸1份盐酸3份A111 奥氏体不锈钢硫酸铜100ml 盐酸500ml 水500ml 室温浸蚀也可以加热使用通用浸蚀剂A112 精密合金高温合金硝酸60ml 盐酸200ml 氯化高铁50g 过硫酸铵30g 水50ml 室温浸蚀A113 钢的技晶组织工业氯化铜铵12g 盐酸5ml 水100ml 浸蚀30-60min后对表面稍加研磨则能获得好的效果A114 显示铸态组织和铸钢晶粒度硝酸10ml 硫酸10ml 水20ml 室温浸蚀A115 高合金钢高速钢铁-钴和镍基高温合金盐酸50ml 硝酸25ml 水25ml 稀王水浸蚀剂A116 铁素体及奥氏体不锈钢重铬酸钾25g (K2Cr2O7) 盐酸100ml 硝酸10ml 水100ml 60-70℃热蚀时间:30-60min碳钢、合金钢显微组织序号用途成份腐蚀方法附注A201 碳钢合金钢硝酸1-10ml乙醇90-99ml 硝酸加入量按材料选择，常用3%-4%溶液，1%溶液适用于碳钢中温回火组织及CN共渗黑色组织最常用浸蚀剂。

金相常用浸蚀剂序号用途成份腐蚀方法附注60-80℃热蚀酸蚀后防锈方法:时间:易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 盐酸 10份60-70℃热蚀硝酸 1份时间: 5-25min水 10份(容积比)碳素钢盐酸 38份60-80℃热蚀合金钢硫酸 12份时间: 15-25min 高速工具钢水 50份(容积比)盐酸 500ml室温浸蚀硫酸 35ml 在浸蚀过程中,用硫酸铜 150g 毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物三氯化铁200g硝酸 300ml 水 100ml 盐酸 30ml三氯化铁 50g 水 70ml碳素钢10%-40%硝酸水溶液室温浸蚀a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。

合金钢(容积比25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。

碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织碳素钢三氯化铁饱和水溶液 500ml合金钢硝酸 10ml 硝酸 1份盐酸 3份硫酸铜 100ml室温浸蚀盐酸 500ml 也可以加热使用水 500ml 精密合金硝酸 60ml 高温合金盐酸 200ml 氯化高铁 50g 过硫酸铵 30g 水 50ml 工业氯化铜铵12g盐酸 5ml 水 100ml 硝酸 10ml硫酸 10ml 水 20ml 高合金钢盐酸 50ml 高速钢硝酸 25ml 铁-钴和镍基高温合金水 25ml低倍组织浸蚀剂b. 钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。

c. 涂层保护法:涂清漆和塑料膜。

A115稀王水浸蚀剂A113钢的技晶组织浸蚀30-60min后对表面稍加研磨则能获得好的效果A114显示铸态组织和铸钢晶粒度室温浸蚀A111奥氏体不锈钢通用浸蚀剂A112室温浸蚀A109室温浸蚀A110不锈钢及高铬.高镍合金钢A106大多数钢种室温浸蚀A107A10810%-20%过硫酸铵水溶液室温浸蚀或擦拭大多数钢种可用A108号浸蚀剂作冲刷液A105大多数钢种室温浸蚀或擦拭1-5mina. 中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。

铸造技术（187）：铸造化验知识：金相组织适用侵蚀剂在与金属有关的实验过程中，往往不可避免的要用到金相试样制备技术，而其中最为关键的是针对一定的材料选择合适的侵蚀剂及侵蚀方法，只有这样才能制好我们需要的金相试样。

这里，我们就将常见的侵蚀剂及其适用对象与方法简单罗列如下。

序号成分适用对象腐蚀方法备注1 1:1(容积比工业盐酸水溶液)大多数钢种酸蚀后防锈方法:a.中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。

b.钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。

c.涂层保护法:涂清漆和塑2 盐酸10份，硝酸1份，水10份（容积比）奥氏体不锈钢耐热钢60-70℃热蚀时间: 5-25min3 盐酸38份，硫酸12份，水50份（容积比）碳素钢合金钢高速工具钢60-80℃热蚀时间: 15~25min4 盐酸500mL,硫酸35mL，铜150g大多数钢种室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物5 三氯化铁200g，硝酸300mL，水100mL大多数钢种室温浸蚀或擦拭1~5min6 盐酸30mL，三氯化铁大多数钢种室温浸蚀50g ，水70 mL7 10%~40%硝酸水溶液 (容积比)碳素钢合金钢 室温浸蚀25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。

b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。

8 10%~20%过硫酸铵水溶液碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织室温浸蚀或擦拭9 三氯化铁饱和水溶500ml硝酸 10ml碳素钢 合金钢室温浸蚀10 硝酸 1份 盐酸 3份 不锈钢及高铬高镍合金钢室温浸蚀11 硫酸铜溶液100mL ，盐酸500mL,水500mL奥氏体不锈钢 室温浸蚀 也可以加热使用通用浸蚀剂12 硝酸60mL,盐酸200mL ，氯化高铁50g ，过硫酸铵30g ，水50mL 精密合金 高温合金 室温浸蚀 13 工业氯化铜铵12g ，盐酸5mL ，水100mL钢的结晶组织 浸蚀30~60min14 硝酸10mL ，硫酸10mL ，水20mL显示铸态组织和铸钢晶粒度 室温浸蚀15 盐酸50mL ，硝酸25mL ，水25mL高合金钢 高速钢铁-钴和镍基高温合金 室温浸蚀 稀王水浸蚀剂16 重铬酸钾 25g ，盐酸100mL ，硝酸10mL ，水100mL铁素体及 60~70℃热蚀，时间:30~60min奥氏体不锈钢17 Nital:硝酸1~5mL 酒精100mL 淬火马氏体、珠光体、铸铁等 室温浸蚀18Picral: 苦味酸4g, 酒精100mL 珠光体、马氏体、贝氏体、渗碳体室温浸蚀19 Vilella’s: 盐酸5mL, 苦味酸1g, 苦味酸1g 回火马氏体及奥氏体晶粒 室温浸蚀20盐酸10mL, 硝酸3mL, 酒精100mL 高速钢回火后晶粒、氮化层、碳氮化层 室温浸蚀21 氯化高铁5g 盐酸15mL水100mL 纯铜、黄铜及其他铜合金 室温浸蚀22(NH4)2S2O3 10g 水100mL纯铜、黄铜及其他铜合金 室温浸蚀23 氢氟酸1mL 水200m L 铝及铝合金 室温浸蚀24 氢氧化钠1g 水100mL 铝及铝合金不要沾染皮肤25Keller’s: 氢氟酸2mL盐酸3mL 硝酸5mL 水190m L铝及铝合金室温浸蚀26 Marble’s: 硫酸铜5g盐酸50mL 水50mL 高温合金 室温浸蚀27 Murakami's: 赤血盐5g(10g)氢氧化钠5g(10g)碳化钛镀层 室温浸蚀水100mL228 Kalling's 1: 氯化铜2g盐酸40mL95%乙醇40~80mL水40mL室温浸蚀29 Kalling's 2: 氯化铜2g盐酸40mL95%乙醇40~80mL室温浸蚀30 90~99ml甲醇或酒精+1~10ml硝酸适用于铁，碳钢，合金钢以及铸铁的常用腐蚀剂，显示a晶界及组织。

金相检测常用腐蚀液腐蚀是用合适的化学溶液通过浸入或擦拭(或者电解)的方式产生选择性腐蚀。

擦拭特别适于那类在大气氛围下易形成氧化保护膜的金属和合金，例如不锈钢，铝，镍，铌，钛以及它们的合金。

擦拭最好用脱脂棉以免划伤抛光后的表面。

通常在高倍率下检查时腐蚀应浅，在低倍率下检查，应深腐蚀，以获得比较好的图象反差。

90-99 mL 甲醇或酒精+ 1-10 mL HNO3：硝酸酒精适用于铁、碳钢、合金钢以及铸铁的常用腐蚀剂。

显示α晶界及组织。

特别适于马氏体组织。

最常用的是2%浓度的溶液，5%-10%适用于高合金钢（不能储存）侵蚀或擦拭试样，最长60秒。

100 mL 酒精+ 4 g 苦味酸：苦醇。

建议用于铁素体和碳化物组成的组织结构。

不能显示铁素体晶界。

可添加0.5-1%氯化苄基以提高腐蚀效率和腐蚀均匀性。

100 mL 酒精+ 5 mL HCI+ 1 g 苦味酸：Vilella’s腐蚀剂，适用于铁素体-碳化物组织结构。

获得晶粒反差以便于测量奥氏体晶粒度。

用于572-932 °F(300-500 °C) 回火的马氏体钼上的结果最好，偶然也能显示高合金钢中初生奥氏体晶界。

显示不锈钢中组织的轮廓。

非常适合于工具钢个马氏体不锈钢。

饱和苦味酸+少量润湿剂：Bechet和Beaujard’s腐蚀剂，多数情况下用于显示初生奥氏体晶界。

非常适合于马氏体和贝氏体钢。

润湿剂可以使用，十三烷基苯酯钠是其中使用最成功的(十二(烷)基容易得到并且使用效果良好)。

一般在20-100°C使用，侵蚀或擦拭试样2-60分钟。

在超声波清洗器内腐蚀(参考2, pg. 219-223)。

添加0.5g CuCl2 / 100mL溶液或1% HCI以利于高合金钢的腐蚀。

通常在室温下腐蚀。

如果有挂灰，可轻抛去除。

150 mL水 +50 mL HCI +25 mL HNO3+1 g CuCl2：改进的Fry’s腐蚀剂。

用于含18%镍的马氏体时效钢,马氏体和沉淀硬化不锈钢。