§ 16. Химическое травление

 

Наиболее часто применяется метод химического травления. При химическом травлении поверхность шлифа подвергается воздействию химических реактивов в течение определенного времени и при заданной температуре. Травление может быть общим (при этом выявляется вся микроструктура) и избирательным (выявляется какая-либо деталь микроструктуры).

Для составления травителя в качестве растворителей обычно применяют водопроводную или дистиллированную воду, различные спирты. Выбор растворителя зависит от состава травителя и сплава. Если нужна высокая скорость травления и контрастность изображения, применяют в качестве растворителя воду. Для получения большой четкости при выявлении мелких детален микроструктуры и уменьшения их окисления при травлении и сушке применяют в качестве растворителя спирты. Все применяемые для составления реактивов вещества должны быть высокой степени чистоты. Обычно травители применяют комнатной температуры. Если надо ускорить процесс травления, их подогревают до определенной температуры (в зависимости от состава). Для составления травителей применяют кислоты, щелочи и соли.

Кислоты, как правило, оказывают разъедающее действие на металл. Окислители вводят в травитель для образования оксидных пленок раз-

личного цвета, по которому узнают фазу. Восстановители добавляют в травитель для уменьшения интенсивности растворения и для выделения на определенных фазах сплава окрашенных осадков, по цвету которых узнают некоторые фазы.

Микроструктуру металла при химическом травлении выявляют различными способами: погружением образца в травитель, втиранием травителя в .поверхность шлифа и смачиванием поверхности шлифа травителем.

Продолжительность травления зависит от химического состава сплава и термической обработки, концентрации реактива и его химической активности, от увеличения, при котором будет проводиться изучение микроструктуры: чем больше увеличение, тем меньше длительность травления. Время травления подбирают экспериментально.

Качество травления проверяют под микроскопом при том же увеличении, при котором будет производиться дальнейшее изучение шлифа. Если поверхность шлифа, видимая под микроскопом, очень светлая, нет четкости контуров структуры, то шлиф недотравлен и нужно произвести повторное травление. Если же поверхность шлифа, видимая под микроскопом, темная, с широкими темными границами структурных составляющих, то шлиф перетравлен. В этом случае его переполировывают, чтобы снять поверхностный слой, и повторно травят.

После окончания травления, чтобы избежать окисления, шлиф очищают от остатков травителя и продуктов травления - промывают и высушивают.

Составы некоторых реактивов и их применение приведены ниже.

 

Для выявления микроструктуры стали:

1. Азотная кислота 1,5 см³; этиловый спирт С₂Н₅ОН (или метиловый спирт) 100 см³. Применяют для всех железоуглеродистых сплавов, прошедших различную обработку.

2. Пикриновая кислота 4 г; этиловый или метиловый спирт - 100 см³ Хорошо выявляет границы ферритных зерен и зерен аустенита в закаленной стали.

Для выявления микроструктуры чугуна:

1. 2-2,5%-ный раствор азотной кислоты в амиловом спирте. Выявляет структуру кремнистого и серого чугуна.

2. 2,4%-ный водный раствор пикриновой кислоты 98 ч.; азотная кислота - 2 ч. Применяют для определения перлита и фосфидной эвтектики.

Для выявления микроструктуры меди и медных сплавов:

1. Аммиак 25%-ный 1 ч; перекись водорода 3%-ная 1 ч. Травят втиранием свежеприготовленного раствора от 5-15 с и более. Образующуюся на шлифе пленку снимают слабым раствором хлорного железа. Соотношение количества аммиака и перекиси водорода может изменяться от 20:1 до 1:100.

Для выявления микроструктуры алюминия и его сплавов:

1. 5-20%-ный раствор в воде или метиловом спирте хорошо выявляет границы зерен. Окрашивает присутствующие в сплавах фазы в различные цвета.

При травлении шлифов следует соблюдать все правила работы с ядовитыми и вредными химическими веществами.