[發明專利]一種Ti60鈦合金氧化層的金相組織腐蝕劑及腐蝕方法

有效

• 申請號: 202011181523.2
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112665953B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 尹西岳;王帥;李婷;顧曉春
• 申請（專利權）人: 北京星航機電裝備有限公司
• 主分類號: G01N1/32
• 分類號: G01N1/32;G01N1/28;G01N1/34;G01N21/84
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所有限公司 11386
• 代理人: 程虹

本發明公開了一種Ti60鈦合金氧化層的金相組織腐蝕劑及腐蝕方法，屬于金屬材料金相分析技術領域，解決了現有的腐蝕劑及腐蝕方法不能清晰地顯示Ti60鈦合金氧化層的金相組織的問題。金相組織腐蝕劑包括濃硫酸、氫氟酸和水；各組分的體積比為：濃硫酸：氫氟酸：水為8?12：8?12：70?90。本發明的腐蝕劑和腐蝕方法能夠快速、清晰的腐蝕出Ti60鈦合金氧化層的金相組織，且易操作，無毒。

技術領域

本發明屬于金屬材料金相分析技術領域，具體地涉及一種Ti60鈦合金氧化層的金相組織腐蝕劑及腐蝕方法。

背景技術

隨著我國航空航天技術的大力發展，對飛行器飛行速度有了更高的要求，因此對飛行器表面耐高溫性能提出了更高的要求。鈦合金因其低密度、高強度、耐熱性好等特點，經常被選用制造飛行器蒙皮。Ti60鈦合金是在Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系合金的基礎上加入一定量的β同晶元素Nb和Ta，Ti60鈦合金是一種可在600℃長期使用的近α型鈦合金。該合金同時具備α型鈦合金良好的蠕變性能和α+β型鈦合金的高強度，熱強性和熱穩定性可達到良好匹配。因此在飛行器上得以廣泛應用。但該型鈦合金合金化程度高，冷成型較為困難，加工窗口狹窄，通常情況下800℃預熱若干小時后再做成型。然而800℃的成型溫度會使得鈦合金表層被氧化，顯微組織發生變化，即便涂敷防護涂料，也會被氧化。而氧化層將嚴重影響結構的機械性能。因此，檢測鈦合金的氧化層的顯微組織，測量氧化層深度對后續工作有很強的指導意義。

金相組織分析是判斷氧化層厚度和氧化層顯微組織的重要手段。通過金相組織分析，可以觀察氧化層的厚度和顯微組織，進而幫助尋找產品產生缺陷的原因及優化生產工藝參數。金相試樣的腐蝕效果是金相組織缺陷分析、測量尺寸的關鍵因素。腐蝕效果主要取決于用什么物質及其配比。如果選取的物質不合適，無論怎樣的配比，均不能腐蝕出試樣的組織；即使選對了物質，配置比例過高，則易形成過腐蝕，組織一片漆黑，相與相之間沒有襯度；反之，如果配置比例過低，則組織腐蝕不出想要的效果，無法清晰的觀察組織。腐蝕過程中，腐蝕時間過長會形成過腐蝕，腐蝕時間過短，無法清晰的觀察組織；因此，要想清晰的觀察到組織，腐蝕劑的配置及腐蝕方法極其關鍵。

現有技術中，Kroll’s試劑(1％-3％HF+2％-6％HNO₃水溶液)經常被用來腐蝕鈦合金顯微組織，但申請人經過研究發現，采用Kroll’s試劑作為腐蝕劑，Ti60鈦合金邊緣的氧化層組織腐蝕效果也不理想。

因此，找到一種能夠清楚顯示Ti60鈦合金邊緣的氧化層組織的腐蝕劑及腐蝕方法具有重要的意義，清楚的顯示Ti60鈦合金邊緣的氧化層組織及氧化層厚度能夠為此類合金品質評定，及制定合理的熱處理制度提供依據，從而有效地控制晶粒大小并獲得優異的組織和性能。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種Ti60鈦合金氧化層的金相組織腐蝕劑及腐蝕方法，能夠解決以下問題：現有的Ti60鈦合金腐蝕劑及腐蝕方法不能清晰地顯示Ti60鈦合金氧化層的金相組織。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種Ti60鈦合金氧化層的金相組織腐蝕劑，所述金相組織腐蝕劑包括濃硫酸、氫氟酸和水。

進一步的，所述金相組織腐蝕劑中各組分的體積比為：濃硫酸：氫氟酸：水為8-12：8-12：70-90。

進一步的，所述濃硫酸的質量濃度為98％。

進一步的，所述金相組織腐蝕劑采用如下方法制備：

步驟1、根據配比將蒸餾水加入燒杯中；

步驟2、根據配比將濃硫酸加入水中，攪拌、混合均勻；

步驟3、根據配比將氫氟酸加入步驟2得到的混合液中，攪拌、混合均勻，得到金相組織腐蝕劑。

另一方面，本發明還提供了一種Ti60鈦合金氧化層的金相組織腐蝕方法，包括：