Электролит для травления стали Советский патент 1986 года по МПК C25F3/06 

Изобретение относится к электро- литической обработке металлов, а именно к электролитам, применяемым в металлографии для травления диф- фузионно-хромированных сталей при изучении микроструктуры.

Целью изобретения является повышение качества выявления структуры и уменьшение температуры процесса.

Травление осуществляют при 20- 35°С, плотности тока 0,75-1,3 А/см напряжении 6-15 В 10-25 с.

Пример 1. Образцы из стали 20X13 после диффузионного хромирования и облучения электронами с энер- гиер 2,75 МэВ подвергают травлению в растворах следующего состава.

Раство р. Ортофосфорная кислота 740 г; серная кислота 5,8 г; хромог вый ангидрид 1 г; плавиковая кислота 24 г.

Раствор 2. Ортофосфорная кислота 780 г; серная кислота 6,3 г; хромовый ангидрид 10 г; плавиковая кислота 22 г.

Раствор 3. Ортофосфорная кислота 780 г; серная кислота 6,3 г; хромовый ангидрид 11 г; плавиковая кислота 24 г. При плотности тока 0,85 А/см, напряжении 10 В в течение 10 с выявляют диффузионные зоны переменной толщины с крупными зернами, размер которых составляет от 35 до 500 мкм.

П р и м е р 2. Из стали 40Х посл диффузионного хромирования при 1323 К в течение 8 ч. Образцы подвергают травлению в растворах следующего состава.

Раствор 1. Ортофосфорная кислота 760 г; серная кислота 6 г; хромовый ангидрид 10,5 г; плавиковая кислота

22г.

Раствор 2. Ортофосфорная кислота 760 г; серная кислота 6 г; хромовый ангидрид 10,5 г; плавиковая кислот

23г.

Раствор 3. Ортофосфорная кислота 760 г; серная кислота 6 г; хромовый ангидрид 10,5 г; плавиковая кислота 24 г. При плотности тока 0,8 А/см, напряжении 9,5 В, в течение 10 с выделяют три слоя: первый свободный от выделений, размером 5 мкм, за ним следует слой с мелкими зернами, размером 0,5-1,5 мкм, между этим слоем и матрицей - слой, свободный от выделений.

П р и м е р 3. Образцы из стали 40Х после диффузионного хромирования и облуче1 ия электронами с знергией 2,5 МэВ подвергают травлению в растворах следующего состава.

Раствор 1. Ортофосфорная кислота 740 г; серная кислота 5,8 г; хромовый ангидрид 11 г; плавиковая кислота 24 г.

Раствор 2. Ортофосфорная кислота 780 г; серная кислота 6,3 г; хромовый ангидрид 10 г; плавиковая кислота 22 г.

Раствор 3. Ортофосфорная кислота

780 г; серная кислота 6,3 г; хромовый ангидрид 11 г; плавиковая кислота 24 г. При плотности тока 0,8 А/см ,напряжении 9,5 В, в течение 10 с выделяют три слоя: наружный - толщиной до 10 мкм, за которым следует слой крупных, зерен с мелкодисперсными выделениями, размер зерен достигает 65 мкм, этот слой отделяется от матрицы зоной шириной

до 90 мкм, в которой произощло растворение исходных выделений второй фазы.

П р и м е р 4. Образцы из стали 405МФС после диффузионного хромирования по стандартной технологии и охлаждении от 1323 К вместе с контейнером подвергают травлению в растворах следующего состава.

Раствор 1. Ортофосфорная кислота

780 г; серная кислота 6 г; хромовый ангидрид 10,5 г; плавиковая кислота 22 г.

Раствор 2. Ортофосфорная кислота 760 г; серная кислота 6 г; хромовый

ангидрид 10,5 г; плавиковая кислота 23 г.

Раствор 3. Ортофосфорная кислота 760 г; серная кислота 6 г; хромовый ангидрид 10,5 г; плавиковая кислота 24 г. При 25°С, плотности тока i А/см , напряжении 12 В, за 15 с выделяют два слой - первый с мелкими зернами, второй - свободный от выделений, обезуглероженный подслой,

также свободный от выделений.

П р и м е р 5. Образцы .из стали 4Х5МФС после диффузионного хромирования,, отпуска при 500°С в течение 2 ч и облучения электронами с энергией 2,75 МэВ по режиму Д-120 подвергают травлению в растворах следующего состава.

3

Раствор 1. Ортофосфорная кислота 740 г; серная кислота 5,8 г; хромовый ангидрид 11 г; плавиковая кислота 24 г.

Раствор 2. Ортофосфорная кислота 780 г; серная кислота 6,3 г; хромовый ангидрид 10 г; плавиковая кислота 22 г.

Раствор 3. Ортофосфорная кислота 780 г; серная кислота 6,3 г; хромовый ангидрид 11 г; плавиковая кислота 24 г. При , плотности тока 1 А/см, напряжении 12 В, за 15 с выявляют диффузионную зону размером до 250 мкм, в которой на расстоянии до 100 мкм от границы раздела с матрицей идет формирование цепочки выделений, размеры частиц в ко торых достигают 3 мкм.

П р и м е р 6. Образцы из стали 40Х после стандартного диффузионног хромирования и облучения лазером подвергают травлению в растворах следующего состава.

Раствор 1. Ортофосфорная кислота 780 г; серная кислота 6,3 г; хромовый ангидрид 10 г; плавиковая кислота 22 г.

Раствор 2. .Ортофосфорная. кислота 780 г; серная кислота 6,3 г; хромовый ангидрид 11 г; плавиковая кислота 24 г.

Раствор 3. Ортофосфорная кислота 740 г; серная кислота 5,8 г; хромовый ангидрид 11 г; плавиковая кислота 24 г. При 25°С, плотности тока 0,8 А/см, напряжении 9,5 В, за 20 с выявляют структуру в виде ламе лей. Размер диффузионной зоны 55 мк ламелей 2 мкм, рбезуглероженный подслой отсутствует.

Во всех случаях происходит контрастное вытравливание структуры марицы без видимых дефектов, вносимых травлением.

Редактор П. Коссей

Составитель Ю. Поздеева

Техред Л. Олейник Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1237/38 Тираж 615 Подписное ВНИШТИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

- - - - ..-«. .-.-.«... - -.-.-..., -

Филиал 11Ш1 Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,

Выход за граничную концентрацию предлагаемого состава электролита существенно снижает полноту выявляемой структуры. Это следует из при- веденных примеров.

П р и м е р 7. Образцы из диф- фузионно-хромированной стали 4Х5МФС подвергают травлению при напряжении 12 В, плотности тока 1 А/см , тем- JQ пературе 25 С 15 с в электролите состава, г: Ортофосфорная кислота 760; серная кислота 6; хромовый ангидрид 10,5; плавиковая кислота 20.

)5 В первом слое диффузионной зоны следы травления отсутствуют, а происходит вытравливание лишь границы раздела между слоями, диффузионной зоной и подслоем. Наблюдают

2Q слабое протравливание подслоя и матрицы .

Травление диффузионно-хромирован- ной стали 4Х5МФС проводят в растворе

5 состава, г: Ортофосфорная кислота

760; серная кислота 6; хромовый ангидрид 10,5; плавиковая кислота 26. При напряжении 12 В, плотности тока 1 А/см, температуре , времени

0 15с происходит выявление структуры матрицы, вытравливание границы раз- дела слоев, выявления тонкой струк - туры диффузионной зоны не происходит.

Предлагаемый электролит может быть использован для травления диф- фузионно-хромированных сталей. Изобретение позволяет качественно выявить структуру диффузионной зоны, Q переходного слоя и матрицы, а также структур диффузионных зон после обработки лазером и электронами высоких энергий. Сношение рабочей температуры позволяет исключить устройства подогрева раствора.

5