[发明专利]300M钢金相分析用腐蚀液及腐蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种300M钢金相分析用腐蚀液及腐蚀方法，属于航空航天技术领域。

背景技术

300M钢是国内外航空领域广泛使用的一种中低碳超高强度合金钢，它广泛用于各种大型、现代化飞机和最新战斗机的起落架系统，如：中国自行独立研发的歼10战机，最新的歼-20，以及波音公司和空客公司生产的波音-787和空客-380的飞机起落架均采用300M钢来制造。多年来许多学者对300M钢的组织、性能等方面进行了较全面的研究,美国采用的高强度钢300M是AISI4340钢的改型,经改进后的钢种可以推迟第一类回火脆性,提高回火温度,从而有利于消除内应力,保持高的强度。为研制这种钢材,人们对300M钢淬火状态和等温状态的微观组织进行了大量的观察分析,探讨其各相形态、分布以及数量,稳定性对性能的影响。《300M钢的精细组织》钟炳文、古宝珠，记载了用透射电镜对300M钢淬火状态和等温状态的微观组织进行了观察分析,从而探讨其各相形态、分布以及数量,稳定性对性能的影响。

金相分析是金属材料试验研究的重要手段之一，可为更科学地评价、合理地使用该金属材料提供可靠的数据。对金属材料进行金相分析时，均需腐蚀出这种金属材料的晶界。要知道300M钢的晶粒度，也必须腐蚀出这种钢的晶界，只有腐蚀出钢样的晶界后，才能够通过显微镜等手段判断出这种钢的晶粒度，从而确保它具有所要求的性能。

对于很多通常的金属材料，人们利用饱和苦味酸水溶液或酒精溶液就能实现这一目的，如ASTM E407“金属和合金微腐蚀标准操作规程”中附表一：金属用腐蚀剂。如中国专利申请号为200910211885.9的“金相腐蚀剂铜的腐蚀方法及其金相组织的显示方法”，公开了用水、双氧水、氨水溶液显示铜和铜合金晶界的腐蚀剂和腐蚀方法。中国专利申请号为200810067135.4的“一种非晶合金金相腐蚀剂及金相显示方法”的腐蚀剂由硝酸、盐酸、偏重亚硫酸盐、水组成，它的腐蚀对象是非晶合金。中国专利申请号为200710120411.4“一种金相腐蚀剂”是由氢氟酸、硝酸、丙酮、醋酸酐及水组成，它所腐蚀的对象是钛合金，特别是征对弥散析出的α相、时效态近β、亚稳β钛合金。中国专利申请号为97103866.X的“一种金相腐蚀剂”是由氢氟酸、盐酸、无水碳酸钠、酪酸酐组成，它腐蚀的对象是钛合金特别是高铜钛合金。上述这些方法均无法腐蚀出300M钢的晶界。

在这种情况下，人们为了得到无法腐蚀出晶界的金属材料的晶粒度如300M钢等就采用加热处理的方法，如将欲腐蚀试样在300～650℃下保温加热3～12小时，然后再放入苦味酸等腐蚀剂中即可得到所需的晶界，然而这种加热处理，在热处理技术领域叫做脆化处理，它的实质是在热处理过程中晶粒内部的杂质元素向晶界边沿扩散富集从而提高了奥氏体晶界可浸蚀性，由于这种热处理与产品制造过程不相同，因此受到了用户的严格限制，如赛峰公司“低合金超高强度真空重熔300M钢”材料规范MTL1201,就要求不得使用这种热处理方法来评定300M钢的晶粒度，必须腐蚀原始试样并得到它的晶粒度。

另外，由于300M钢的使用对象是航空航天领域，国外即使掌握了它的晶界腐蚀方法，也是高度保密，绝不会对我们提供相关技术。

我国目前迫切需要研究腐蚀出300M钢晶界的方法，得到它的原始奥氏体晶粒度，完成对它的金相分析。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种用于300M钢等用现有技术无法腐蚀出晶界的腐蚀方法，以解决这些钢在金相分析中存在的问题。

本发明的技术方案：

一种用于300M钢等的金属晶粒度腐蚀液，它是由于下述重量配比的组分组成的：

所述腐蚀速度调节剂为醚类物质等非极性的有机溶剂。比如乙醚、丙醚中的一种或两种。

所述腐蚀速度调节剂优选的是：乙醚。

所述腐蚀液组分A是含有重量百分比0.5－2wt％的HNO₃的苦味酸饱和水溶液，

所述腐蚀液组分B是含有重量百分比0.1－6wt％的HCl的苦味酸饱和醇溶液，其中所述醇为小分子醇，比如乙醇、丙醇、正丁醇、戊醇或丙三醇。优选乙醇。

作为本发明优选的方案是：

所述腐蚀液组分A是含有重量百分比1－2wt％的HNO₃的苦味酸饱和水溶液；

所述腐蚀液组分B是含有重量百分比0.2－1wt％的HCl的苦味酸饱和醇溶液。