一种金相制样电解腐蚀装置

一种金相制样电解腐蚀装置

张晓峰 刘光林 徐倩倩 张治雄 马海洋

成都航利 (集团 )实业有限公司 , 四川成都 611930

摘 要：发明了一种操作简便、能准确判定腐蚀终点的电解腐蚀装置，用于金相制样电解腐蚀。

关键词：金相制样；电解腐蚀

1 前言

金相试样制备是样品镶嵌后进行研磨、抛光和组织腐蚀以便进行组织判定，组织腐蚀常分为化学腐蚀法和电解腐蚀法。其中，电解腐蚀是外加电源使得电极电位高的氧化性离子在阴极放电还原，而阳极区电极电位低的较活泼金属失电子被氧化，成为阳离子脱离材料表面，形成阳极的腐蚀。由于待检面各相之间和晶粒与晶界之间电位不同，在微弱电流作用下各相腐蚀程度不同，因而显示出组织用于组织评判。但是不足之处是，由于材料种类不同和批次化差异，使用电解腐蚀法的腐蚀效果受人为因素影响较大，并且为防止试样过腐蚀，电解腐蚀参数通常是轻微腐蚀参数向较高腐蚀参数逐渐过度，试验过程较为繁琐且腐蚀终点不能准确判定。

2 一种金相制样电解腐蚀装置

针对现有技术的不足，本文提供了一种操作简便、能准确判定腐蚀终点的电解腐蚀装置，用于金相制样电解腐蚀。

2.1 装置结构与原理

如图1-3所示，一种金相制样电解腐蚀装置，包括电解槽1，其底部由透明玻璃制成，透明玻璃是透光率大于90%的石英玻璃、有机玻璃或者钢化玻璃。电解槽1的一侧壁上安装固定有阴极板8，阴极板8位置较低，足以保证其浸没在电解液中且不会阻挡入口10流入的电解液。阴极板8与电源5负极相连。电解槽1的内部设有呈L型的金属网2，金属网2底部呈圆形且略大于试样直径，与电源5正极连接。

电解槽1的两侧底部分别制有电解液入口10和出口12，使得电解液在增压泵9的作用下从电解液瓶11内被抽入到电解槽1中，并由于重力原因从出口12流回到电解液瓶11内。电压表6、可调电阻7与电源5、阴极板8、金属网2串联。入口10和出口12均离电解槽1的底部有一定距离，以保证增压泵9抽入的电解液可以在电解槽1底部具有一定深度。电源5和可调电阻7，可以保证电解时试样3上电压在10V左右。

图1为本装置结构示意图

图中：1-电解槽，2-金属网，3-试样，4-树脂块，5-电源，6-电压表，7-可调电阻，8-阴极板，9-增压泵，10-入口，11-电解液瓶，12-出口，13-增重砝码，14-观察窗，15-金相显微镜

图2为本装置使用示意图

图3为金属网底面示意图

2.2 操作方法

2.2.1 电解腐蚀前准备：将试样3镶嵌在树脂块4中，完成镶嵌后，将试样3待检查面研磨、抛光。试样3待检查表面研磨和抛光后，检查面向下放置于金属网2上。

2.2.2 电解腐蚀：将试样3朝向金相显微镜15的观察窗14放置，调节金相显微镜15直到能聚焦到试样3的表面。启动增压泵9从电解液瓶11中抽出电解液，通过入口10流入到电解槽1中。待电解槽1内电解液液面稳定后，启动电源5，调节可调电阻7使电压逐渐增高。调节可调电阻7的同时观察试样3表面的腐蚀情况，待试样3表面晶粒明显显现后即可关闭电源5，停止电解腐蚀。

2.3 装置特点

2.3.1 电解腐蚀准确。本装置是在试样3的待检查表面通过金相显微镜15聚焦观察的情况下，实时调节电解腐蚀电压参数，以实现准确判定腐蚀终点的有益效果。

2.3.2 操作简便，设备结构简单。

2.3.3 电解腐蚀试样表面效果好。在增压泵9的作用下，电解槽1中的电解液处于流动的状态，这就能够从阴极上带走H₂，并从试样表面带走水和性铁及铁的氧化物，保证试样得到清晰的组织形貌。

3 结论

针对现有试验技术的弊端，通过发明操作简便、能准确判定腐蚀终点的电解腐蚀装置，可实现金相制样电解腐蚀准确、快捷的操作，在金属材料理化检测中具有重要意义。

作者简介：

张晓峰（1985-），男，汉族，籍贯：四川成都，工程师，学士，成都航利(集团)实业有限公司，研究方向：材料检测

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