一种用于镍基合金低倍组织的腐蚀剂及腐蚀检测方法与流程

本发明属于镍基材料理化检测，具体涉及一种用于镍基合金低倍组织的腐蚀剂及腐蚀检测方法。

背景技术：

1、gh4169是一种沉淀强化镍基高温合金，在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位，并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。该合金在国外的航空、航天、能源、石油化工及挤压模具等工业部门获得了极为广泛的应用，在航空领域中主要用于发动机的转动件(如盘、承力环、鼓筒、轴等)及非转动的机匣、紧固件和其他结构零件，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。如何通过检测保证合金广泛应用的安全性和可靠性是重中之重。

2、因gh4169合金中铌含量高，而合金中的铌偏析成分都与冶金工艺直接相关。电渣重熔和真空电弧熔炼的熔炼速度和电极棒的质量状态直接影响材质的优劣。熔速快，易形成富铌的黑斑；熔速慢，会形成贫铌的白斑；电极棒表面质量差和电极棒内部有裂纹，均易导致白斑的形成，所以，合金成材后低倍检测其是否存在偏析、白斑、黑斑，显得尤为重要，而如何高效去腐蚀试样，准确显示出缺陷的方法，更是低倍检测的关键。

3、按照《gb/t14999.2高温合金试验方法横向低倍组织及缺陷酸浸检验》和《gb/t226钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》中冷酸腐蚀gh4169的方法为硫酸铜腐蚀试剂溶液(盐酸+硫酸+硫酸铜)或者是三酸腐蚀液(盐酸+硫酸+硝酸)腐蚀。硫酸铜腐蚀试剂配置后需要等待24小时后才能使用，而三酸腐蚀液危险性较大，为此，寻找一种快速、相对安全且具有同等腐蚀效果的腐蚀剂，来代替硫酸铜腐蚀试剂或者三酸腐蚀液，以显示该钢种的低倍特征，成为当前需要解决的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种用于镍基合金低倍组织的腐蚀剂及腐蚀检测方法。本发明腐蚀剂，属于低倍组织的腐蚀液，应用于航空镍基材料理化检测技术领域的低倍检测，其解决了现有方法中腐蚀剂配置周期长、有毒、危险性较大的技术缺陷，其主要成分包括盐酸和过氧化氢，主要用于gh4169及其他镍基类高温合金低倍试样腐蚀。本发明腐蚀检测方法对镍基合金特别是gh4169腐蚀效果明显，经腐蚀后的金相试样的晶界明显，组织清晰，无任何过腐蚀或腐蚀不均匀的现象。

2、为实现上述目的，本发明通过下述技术方案实现：

3、第一方面，本发明提供一种用于镍基合金低倍组织的腐蚀剂，包括体积比为(2～5)：(1～2)：(2～5)的盐酸溶液、过氧化氢溶液和水；

4、所述盐酸溶液的浓度为18～38％；

5、所述过氧化氢溶液的浓度为3～30％。

6、进一步地，所述腐蚀剂由体积比为(2～5)：(1～2)：(2～5)的盐酸溶液、过氧化氢溶液和水组成。

7、进一步地，所述体积比优选为3：2：3。

8、进一步地，所述盐酸溶液的浓度为37％。

9、进一步地，所述过氧化氢溶液的浓度为30％。

10、进一步地，所述水为去离子水。

11、进一步地，所述盐酸溶液和所述过氧化氢溶液的纯度均为分析纯。

12、进一步地，所述腐蚀剂的制备方法包括以下步骤：将盐酸溶液、水和过氧化氢溶液混合均匀，得到所述腐蚀剂。

13、进一步地，所述镍基合金的组分及质量百分含量如下：c≤0.08％、mn≤0.35％、si≤0.35％、p≤0.015％、s≤0.015％、cr 17.00～21.00％、ni 50.00～55.00％、mo2.80～3.30％、nb 4.75～5.50％、ti 0.65～1.15％、al 0.20～0.80％、co≤1.00％、ta≤0.05％、cu≤0.30％、b≤0.006以及余量fe。

14、第二方面，本发明提供上述腐蚀剂在腐蚀检测镍基合金低倍组织时的腐蚀检测方法，包括如下步骤：

15、(1)试样准备：对试样依次经过车削加工、清洗，保证试样待腐蚀表面清洁，得到待腐蚀试样；

16、(2)试样腐蚀：常温下将待腐蚀试样置于所述腐蚀剂中进行腐蚀，时间为10～30s，得到腐蚀试样；

17、(3)低倍检测：将腐蚀试样依次经过清洗、烘干、观察评级。

18、进一步地，在步骤(1)试样准备中，对试样车削加工后使得试样表面光洁度达到1.6μm以下。

19、更进一步地，在步骤(1)试样准备中，所述车削加工包括粗车和精车。

20、进一步地，在步骤(2)试样腐蚀中，对待腐蚀试样进行腐蚀时为静置腐蚀。

21、进一步地，在步骤(1)试样准备或步骤(3)低倍检测中，对试样或腐蚀试样清洗时使用酒精、丙酮或水中的一种或多种进行清洗。

22、进一步地，在步骤(3)低倍检测中，对腐蚀试样进行清洗时，采用先酒精清洗一遍再水清洗一遍的形式进行两遍清洗。

23、进一步地，在步骤(3)低倍检测中，所述烘干为：在清洗后的腐蚀试样表面淋上酒精，然后使用高压风吹干腐蚀试样即可。

24、进一步地，在步骤(3)低倍检测中，所述观察评级为：对照评级图，根据腐蚀试样腐蚀后的效果和形貌进行评级。

25、本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

26、(1)本发明腐蚀剂一是成本低且安全环保，只需要盐酸和过氧化氢配制，具有安全环保、无毒、无污染、适合大批量使用等优点。由于不使用硫酸铜，无毒性，不会直接污染环境。且过氧盐酸溶液能和不活泼金属反应，金属很快被溶解，放热，放出氧气，而不是氯气等污染环境的气体，所以不会间接污染环境；

27、二是配制后马上可以使用，无需等待，效率高；且使用时操作简便，室温状态下即可完成腐蚀；

28、三是使用后，获得的腐蚀过的金相试样的晶界明显，组织清晰，无任何过腐蚀或腐蚀不均匀的现象；且使用后废液中和处理成本低，能够节约成本；

29、四是适用范围广，不仅适用gh4169，其他镍基类合金也适用。

30、(2)本发明腐蚀检测方法中，可以现配腐蚀剂进行使用也可使用预先配置好留存的腐蚀剂直接使用，并且腐蚀时可在酸洗槽等任何耐酸容器中进行，不需要加热、不需要搅拌、不需要擦拭等，也就是不需要任何外力辅助即可在20s左右的时间内快速完成腐蚀，使得检测工作极为高效。

技术特征：

1.一种用于镍基合金低倍组织的腐蚀剂，其特征在于，所述腐蚀剂包括体积比为(2～5)：(1～2)：(2～5)的盐酸溶液、过氧化氢溶液和水；

2.如权利要求1所述的腐蚀剂，其特征在于，所述腐蚀剂由体积比为(2～5)：(1～2)：(2～5)的盐酸溶液、过氧化氢溶液和水组成。

3.如权利要求1所述的腐蚀剂，其特征在于，所述盐酸溶液的浓度为37％。

4.如权利要求1所述的腐蚀剂，其特征在于，所述过氧化氢溶液的浓度为30％。

5.如权利要求1所述的腐蚀剂，其特征在于，所述水为去离子水；

6.如权利要求1-5任一所述的腐蚀剂，其特征在于，所述腐蚀剂的制备方法包括以下步骤：将盐酸溶液、水和过氧化氢溶液混合均匀，得到所述腐蚀剂。

7.一种镍基合金低倍组织的腐蚀检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.如权利要求7所述的腐蚀检测方法，其特征在于，在步骤(1)试样准备中，对试样车削加工后使得试样表面光洁度达到1.6μm以下；

9.如权利要求7或8所述的腐蚀检测方法，其特征在于，在步骤(2)试样腐蚀中，对待腐蚀试样进行腐蚀时为静置腐蚀；

10.如权利要求9所述的腐蚀检测方法，其特征在于，在步骤(3)低倍检测中，对腐蚀试样进行清洗时，采用先酒精清洗一遍再水清洗一遍的形式进行两遍清洗；

技术总结
本发明提供了一种用于镍基合金低倍组织的腐蚀剂及腐蚀检测方法，属于镍基材料理化检测技术领域。本发明腐蚀剂，其主要成分包括盐酸和过氧化氢，属于低倍组织的腐蚀液，应用于航空镍基材料理化检测技术领域的低倍检测，其解决了现有方法中腐蚀剂配置周期长、有毒、危险性较大的技术缺陷，主要用于GH4169及其他镍基类高温合金低倍试样腐蚀。本发明腐蚀检测方法对镍基合金特别是GH4169腐蚀效果明显，经腐蚀后的金相试样的晶界明显，组织清晰，无任何过腐蚀或腐蚀不均匀的现象。

技术研发人员：曹政,刘光辉,冯程程,胡朋震,周洋,王倩,程坤,赵莹
受保护的技术使用者：大冶特殊钢有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16