[發明專利]一種高合金超純超高強度鋼金相腐蝕劑及腐蝕方法

在審

• 申請號: 202011200948.3
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112504798A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 王飛;李建新;趙成志;王琳;嚴曉紅;龐學東;孫勇;翟羽佳;曹麗紅
• 申請（專利權）人: 撫順特殊鋼股份有限公司
• 主分類號: G01N1/32
• 分類號: G01N1/32;C23F1/28
• 代理公司: 大連格智知識產權代理有限公司 21238
• 代理人: 孫宇宏

本發明公開了一種高合金超純超高強度鋼金相腐蝕劑及腐蝕方法，通過常用的化學制品蒸餾水、雙氧水、草酸飽和溶液、亞硫酸氫鈉，進行簡單配比，對試樣腐蝕適當時間后，在拋光機上快速輕拋處理，清晰顯示出M54超純超高強度高合金二次硬化鋼奧氏體晶界。本發明的有益效果：操作簡單、腐蝕時間可控、奧氏體晶界顯示清晰，可以完全替代“飽和苦味酸+適量洗滌劑”傳統的腐蝕劑及方法；極大地提高了實際生產檢驗效率，能夠準確對M54超純高合金二次硬化鋼奧氏體晶粒度進行評級，對實際生產及工程化研究具有重要意義。

技術領域

本發明屬于奧氏體晶粒度腐蝕劑及操作方法，具體涉及一種高合金超純超高強度鋼金相腐蝕劑及腐蝕方法。

背景技術

采用“真空感應+真空自耗重熔”冶煉高合金超純超高強度鋼，化學成分質量百分含量(％)為碳：0.28～0.32、錳不大于0.10、硅不大于0.10、硫不大于0.001、磷不大于0.006、鉻：0.70～1.30、鎳：9.50～10.50、鈷：6.60～7.40、鉬：1.80～2.20、釩：0.04～0.16、鎢：1.10～1.50、鈦不大于0.045、鋁不大于0.01、[O]不大于0.0015、[N]不大于0.0015、[H]不大于0.0001，其余為鐵，簡稱為M54鋼。M54鋼具有優異的強韌性匹配度，其中Co-Ni-Cr-Mo系列二次硬化超高強度鋼工程化研究得到了國內外學者廣泛關注，經正火+淬火+回火處理后，強韌性達最佳匹配度(見表1)，現已廣泛應

表1

用于航空領域關鍵承力部件。M54鋼是由美國QuesTeK公司在AerMet100基礎上新研發的含鎢較低成本高合金二次硬化超高強度鋼，相比AerMet100鋼，提高了碳含量、降低了一半的鈷含量、添加鎢1.3％。采用“原材料提純(EAF+LF+VD+MC)+VIM+VAR”熔煉工藝，使得鋼中[S]+[P]+[O]+[N]+[H]質量百分含量總和小于50×10^-6，此外錳+硅+鋁+鈦質量百分含量總和小于450×10^-6，晶界附近富集的雜質元素較少，鋼的純潔度較高導致實際奧氏體晶粒度不易顯示，鋼的實際奧氏體晶界極細，目前AerMet100鋼采用飽和苦味酸溶液+適量洗滌劑腐蝕實際奧氏體晶界，腐蝕時間及腐蝕晶界的顯示效果存在不可控現象，并且苦味酸屬于易燃易爆有毒化學制品，使用量受控，此外M54鋼含有鎢元素，鎢原子具有較高的熔點及較低的擴散系數，極易偏聚及偏析在位錯線或碳化物附近并覆蓋部分晶界，導致晶界顯示較為困難，采用飽和苦味酸+適量洗滌劑腐蝕更為困難，腐蝕實際奧氏體晶粒度成為超純高合金二次硬化超高強度鋼性能表征的難題，導致該類鋼晶粒度與性能的進一步研究受阻，急需一種可操作性和可控性強的腐蝕劑及腐蝕方法替代傳統的腐蝕劑(飽和苦味酸溶液+適量洗滌劑)及腐蝕方法。

發明內容

本發明公開了一種高合金超純超高強度鋼金相腐蝕劑及腐蝕方法，通過常用的化學制品及簡單配比后，腐蝕適當時間后清晰顯示出M54超純高合金二次硬化鋼奧氏體晶界。

發明的具體內容如下：

1.腐蝕劑的配制比例及方法

⑴腐蝕劑成分組成:蒸餾水、雙氧水、草酸飽和溶液、亞硫酸氫鈉，具體配比：水170ml～200ml、草酸飽和溶液25ml～30ml、雙氧水4ml～8ml、亞硫酸氫鈉30g～40g；

⑵配比方法：在干燥的燒杯中加入80ml的蒸餾水，用量筒量取28ml草酸飽和溶液加入燒杯，再加入6ml雙氧水，充分攪拌后備用；將亞硫酸氫鈉36g放入干燥的燒杯中，用量筒加入110ml蒸餾水，充分溶解后備用。

2.金相試樣制備和腐蝕操作步驟

⑴在M54鋼棒材上切取橫向試片，在其半徑1/2處取10mm×20mm×10mm的金相試樣備用，對金相試樣進行完全奧氏體化熱處理，保溫時間1h后空冷；