[發明專利]一種鈦-鋼復合材料的金相腐蝕劑及腐蝕方法

有效

• 申請號: 201610306047.X
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105755471B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 蘇航;柴希陽;孫新軍;羅小兵;柴鋒;楊才福
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院;中聯先進鋼鐵材料技術有限責任公司
• 主分類號: C23F1/28
• 分類號: C23F1/28;C23F1/26;G01N1/32
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 白海燕;張春

本發明涉及一種鈦?鋼復合材料金相腐蝕劑及腐蝕方法，主要針對鈦?鋼層狀復合材料的金相腐蝕。該腐蝕劑由氫氟酸、硝酸、氟化物和水組成；各組分及配比為：氫氟酸5?10mL，硝酸1?3mL，氟化鉀(或氟化鈉)1?5g，水80?100mL。本發明可以方便快捷地實現鈦的金相腐蝕，且對鋼進行弱腐蝕或不腐蝕，有效地解決現有的鈦與鈦合金腐蝕劑對鋼過腐蝕的干擾。

技術領域

本發明涉及鈦-鋼復合材料的金相腐蝕領域，提供了一種新型的金相腐蝕劑及腐蝕方法。

背景技術

鈦-鋼復合材料是一種重要的功能-結構一體化層狀金屬材料，例如鈦-鋼復合板、鈦-鋼復合棒、鈦-鋼復合管等。這種材料既具有鈦的優異耐蝕性能，又具有鋼的強韌性。鈦-鋼復合材料廣泛應用于石油、化工、電力、海水淡化、水利水電、海洋工程、核能等工業領域。

金相組織分析是材料試驗研究的必備手段，在材料工藝、性能研究過程中起到重要作用。但是，既要腐蝕出鈦的金相組織又要腐蝕出鋼的金相組織存在一定難度。主要原因是，鈦和鋼的化學性質存在較大差異，鈦的耐蝕性很好，而鋼的耐蝕性較差。

鈦的金相腐蝕劑為Kroll溶液，即每100ml水中含有1-3mL的氫氟酸和2-6mL的硝酸，鋼的腐蝕劑為3-10％硝酸酒精溶液。鈦在鋼的腐蝕劑中基本不發生腐蝕，而鋼在鈦的腐蝕劑(Kroll溶劑)中能發生強烈的腐蝕。采用Kroll試劑對鈦-鋼復合材料進行侵蝕，雖然能夠腐蝕出鈦的顯微組織，但是得不到鋼的顯微組織(嚴重腐蝕)。采用硝酸酒精溶液對鈦-鋼復合材料進行侵蝕，雖然能夠腐蝕出鋼的顯微組織，但是得不到鈦的顯微組織。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種新型的鈦-鋼復合材料的金相腐蝕劑及腐蝕方法，該腐蝕劑能夠使鈦在被腐蝕時鋼不發生腐蝕或僅為弱腐蝕，從而解決現有的鈦及鈦合金腐蝕劑對鋼過腐蝕的干擾問題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一種鈦-鋼復合材料的金相腐蝕劑，該腐蝕劑由氫氟酸、硝酸、氟化物和水組成；每份腐蝕劑，各組分及配比為：氫氟酸5-10mL，硝酸1-3mL，氟化物1-5g，水80-100mL。以上各組分直接混合即得鈦-鋼復合材料的金相腐蝕劑。其中所述氟化物可為氟化鉀或氟化鈉等金屬氟化物，氟化物的添加提高了腐蝕液中氟離子濃度，增強了腐蝕液對鈦的腐蝕傾向。

較優的，每份腐蝕劑，各組分及配比為：水100mL，氫氟酸5mL，硝酸1mL，氟化物1-5g。

較優的，每份腐蝕劑，各組分及配比為：水100mL，氫氟酸10mL，硝酸2mL，氟化物1-5g。

一種使用該腐蝕劑的腐蝕方法，其特征在于，對鈦-鋼復合材料進行兩次腐蝕：先采用本發明制備的腐蝕劑對鈦-鋼復合材料的復合界面進行腐蝕；再采用鋼腐蝕劑對鈦-鋼復合材料的復合界面進行腐蝕。

使用鈦-鋼復合材料的金相腐蝕劑對鈦-鋼復合材料復合界面進行腐蝕的時間為10-60秒。

鋼腐蝕劑為體積濃度3-10％的硝酸酒精溶液。使用硝酸酒精溶液對鈦-鋼復合材料復合界面進行腐蝕的時間為8-15秒。

本發明有益效果如下：

本發明通過將一定濃度的氫氟酸、硝酸和氟化鉀(或氟化鈉)配合制成一種新型的腐蝕劑，可以方便快捷地實現鈦的金相腐蝕，且對鋼進行弱腐蝕或不腐蝕，有效地解決現有的鈦與鈦合金腐蝕劑對鋼過腐蝕的干擾。同時，所采用的腐蝕方法中，采用分層次腐蝕，先利用本發明制備的新型腐蝕劑可以有效地對鈦進行金相腐蝕，而使鋼進行弱腐蝕或不腐蝕；而在接下來的步驟可以利用傳統的鋼腐蝕劑有效地對鋼進行金相腐蝕，而此時鈦在傳統的鋼腐蝕劑中腐蝕效果不明顯。因而，使用上述腐蝕劑及腐蝕方法，可以兼得鈦與鋼的金相顯微組織，且操作方法簡便易行，組織晶界輪廓清晰。