[發明專利]一種檢驗β鈦合金高倍組織及缺陷的方法

在審

• 申請號: 201711420293.9
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN109959544A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 于洋;葉文君;劉睿;宋曉云;張文婧;李鴻江;李洋;惠松驍
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: G01N1/32
• 分類號: G01N1/32;G01N1/34;G01N21/95
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

本發明公開了一種檢驗β鈦合金高倍組織及缺陷的方法，屬于金屬材料檢驗技術領域。選擇需要檢測的部位取樣，進行表面清潔和加工；配制混合酸腐蝕劑，所述的混合酸腐蝕劑由濃硫酸和氟化鈣組成，或者由硝酸、濃硫酸和氟化鈣組成；將加工好的試樣放入配制的混合酸腐蝕劑中，浸蝕5?150s，取出用水沖刷，在10s之內去除試樣表面的腐蝕溶液和腐蝕產物，然后洗凈吹干，即可對試樣進行高倍組織及缺陷的檢驗。本發明用特定的腐蝕法腐蝕試樣并沖洗后，觀察構件表面顯示的高倍組織和缺陷，能夠直觀的觀察到構件的組織類型、組織細節和可能存在的微觀缺陷，并能夠在鈦合金材料檢驗，材料科研及失效分析等領域得到應用。

技術領域

本發明涉及一種檢驗β鈦合金高倍組織及缺陷的方法，屬于金屬材料檢驗技術領域。

技術背景

鈦及鈦合金具有強度高，密度小，彈性模量約是鋼的一半，熱膨脹系數低，無磁性，熱導率低，耐腐蝕、對環境無污染等一系列的優點，使得鈦合金不但大量應用于航空、航天、艦船、兵器以及化學工業等領域。鈦和鈦合金半成品和零件的高倍組織觀察是其金相研究中必須又極為重要的階段。鈦和鈦合金半成品和零件的高倍組織觀察是確保鈦合金構件安全使用的重要方面。

鈦及鈦合金的高倍組織及缺陷檢驗所采用的酸腐蝕試驗是微觀組織檢驗的一個試驗方法，由于供微觀檢驗用的試樣面積較大，操作技術及所需要的檢驗設備相對簡單，能夠迅速全面反映出被檢材料或產品的質量，因此，酸腐蝕試驗是金屬材料檢驗、材料科研生產及失效分析等工作中被普遍采用的重要手段。

目前我國針對α-β鈦合金的高倍組織及缺陷的檢驗方法是GB/T5168-2008《α-β鈦合金高倍組織檢驗方法》。該方法可以檢驗出變形后的兩相鈦合金的組織類型，組織細節及兩相鈦合金成品中的缺陷如氣孔、裂紋、夾雜、分層、偏析及粗晶組織，暴露微觀不均勻性和確定其性質。針對β鈦合金高倍組織的觀察方法沒有相關的國家標準，大部分科研及生產單位根據兩相鈦合金高倍組織的觀察方法對其進行觀察。對完全β鈦合金采用兩相鈦合金高倍的腐蝕方法尚能夠觀察到其高倍組織，對于可熱處理強化的近β鈦合金和亞穩β鈦合金在腐蝕時高倍組織會因為有大量的次生α相被腐蝕產生黑色的組織，導致鈦合金的高倍組織特征無法觀察和確定。找到一種新的鈦合金高倍組織檢驗方法，能夠使得β鈦合金的組織類型、組織細節及組織缺陷能夠直觀的顯示出來迫在眉睫。

發明內容

本發明針對β鈦合金高倍組織檢驗方法的不足，提供了一種檢驗β鈦合金高倍組織及缺陷的方法。

一種檢驗β鈦合金高倍組織及缺陷的方法，該方法包括以下步驟：

(1)選擇需要檢測的部位取樣，進行表面清潔和加工，去除表面變形區、熱影響區和油污；

(2)配制混合酸腐蝕劑，所述的混合酸腐蝕劑由濃硫酸和氟化鈣組成，或者由硝酸、濃硫酸和氟化鈣組成；

(3)將步驟(1)加工好的試樣放入步驟(2)配制的混合酸腐蝕劑中，浸蝕5-150s，取出用水沖刷，在10s之內去除試樣表面的腐蝕溶液和腐蝕產物，然后洗凈吹干，即可對試樣進行高倍組織及缺陷的檢驗。

步驟(1)中，所述表面清潔和加工的方式是用砂紙打磨試樣的表面；優選先采用80#水砂紙打磨試樣表面切割后的痕跡，然后依次用200#，400#，600#，1500#水砂紙去除表面劃痕；加工后試樣的表面粗糙度不大于0.8μm。

步驟(2)中，所述的混合酸腐蝕劑由濃硫酸和氟化鈣組成，氟化鈣的濃度為150-300克/升。

所述的混合酸腐蝕劑由硝酸、濃硫酸和氟化鈣組成，混合酸中硝酸的體積分數為20-30％，濃硫酸體積分數為70-80％，氟化鈣的濃度為150-300克/升。

優選的，硝酸為化學純，硝酸濃度≥68wt％；濃硫酸為化學純，濃硫酸濃度為≥92wt％。

加入的氟化鈣與酸反應生成F離子，F離子與酸共同作用腐蝕鈦合金。