[發明專利]一種超超臨界汽輪機組用鎳基合金鑄態晶粒腐蝕方法

有效

• 申請號: 202010143547.2
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111077006B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 寇金鳳;聶義宏;白亞冠;張鑫;郭偉;李紅梅
• 申請（專利權）人: 中國第一重型機械股份公司;天津重型裝備工程研究有限公司
• 主分類號: G01N1/32
• 分類號: G01N1/32;G01N1/34
• 代理公司: 齊齊哈爾鶴城專利代理有限公司 23207
• 代理人: 果浯溪

本發明公開了一種超超臨界汽輪機組用鎳基合金鑄態晶粒腐蝕方法，該方法適用于幾種典型的鎳基高溫合金以及對其成分進行優化改進后的鎳基合金，如IN617、IN706、IN740、IN625、Hynes282及其改進型合金等。首先對鎳基合金鑄態金相試樣進行機械打磨、拋光、清洗、吹干，然后放入熱處理爐進行600～800℃保溫1～3小時的氧化處理，出爐空冷后對原拋光面直接進行適度拋光并清洗吹干，然后將拋光面浸入到新配制的配比為五水合硫酸銅：水：濃鹽酸：濃硫酸=20g：80ml：l50ml：5ml的硫酸銅腐蝕液中進行腐蝕，浸泡10～30s，清洗吹干后即可得到清晰完整的晶界。該發明方法安全高效、顯示效果穩定、重現性好。

技術領域

本發明屬于金相檢測腐蝕技術領域，尤其涉及一種超超臨界汽輪機組用鎳基合金鑄態晶粒腐蝕方法。

背景技術

近年來，為解決當前能源和溫室氣體排放問題，許多國家爭先發展650 ℃以上先進超超臨界燃煤發電技術，其機組所需的蒸汽溫度參數高達650℃甚至700℃以上。為了滿足該技術的使用要求，鎳基高溫合金作為重要的候選材料得到了廣泛研究。例如，歐洲啟動了AD700研發計劃，將700℃等級先進超超臨界汽輪機汽缸、閥體的候選材料定為IN617和IN625合金。美國的760℃超超臨界技術研究項目將IN740和Haynes263做為汽缸和閥殼鑄件的候選材料。中國也在借鑒國外超臨界、超超臨界汽輪機汽缸、閥殼用高溫鑄件材料研發技術的基礎上，開展了對IN617、IN706、IN740、IN625、Hynes282等鎳基合金鑄件的初步研究工作。

鎳基合金由于其合金元素含量高、晶界耐腐蝕性強等原因，采用現有的腐蝕劑很難顯示其鑄態晶界，這使后續的鑄態組織研究工作，如鑄態晶粒形貌、晶粒平均大小、晶界上析出相分布特點、鑄錠熱處理前后晶粒變化情況等無法開展。

因此，需要提供一種能夠顯示鎳基合金鑄態晶粒度的腐蝕劑或腐蝕方法，使得在光學顯微鏡下能清晰的顯示其鑄態晶界，從而便于開展后續的鑄態組織研究工作。

發明內容

本發明的目的是提供一種有效的適用于超超臨界汽輪機組用鎳基合金鑄態晶粒腐蝕方法，用于顯示清晰完整的晶界，以便于對鑄態組織進行深入細致的研究和評價。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種超超臨界汽輪機組用鎳基合金鑄態晶粒腐蝕方法，包括以下步驟：

步驟1：制備鎳基高溫合金的鑄態檢測試樣

將試樣按照金相試樣的常規制備方法進行機械粗磨、細磨、拋光和清洗、吹干；

步驟2：對拋光態試樣進行氧化處理

將拋光態試樣在普通熱處理爐中進行600～800℃保溫1～3小時的氧化處理，試樣到溫裝爐，出爐后空冷，熱處理過程中注意拋光面的保護；

步驟3：硫酸銅腐蝕液配制

按照配比為五水合硫酸銅：水：濃鹽酸：濃硫酸=20g：80ml：l50ml：5ml，向容器中依次加入水、濃硫酸、五水合硫酸銅、濃鹽酸，利用玻璃棒攪拌均勻；

步驟4：晶界腐蝕檢測

將試樣的原拋光面直接進行再次適度拋光，然后清洗吹干，浸入配好的硫酸銅腐蝕劑中進行腐蝕，靜置10~30s，對腐蝕后的鎳基合金試樣檢測面進行檢測觀察。

本方法先對已完成機械打磨和拋光好試樣進行600～800℃保溫1～3小時的氧化處理，然后用新配制的配比為五水合硫酸銅：水：濃鹽酸：濃硫酸=20g：80ml：l50ml：5ml的硫酸銅腐蝕液進行腐蝕，即可得到清晰完整的晶界。