[发明专利]一种Ti60钛合金氧化层的金相组织腐蚀剂及腐蚀方法

说明书

本发明公开了一种Ti60钛合金氧化层的金相组织腐蚀剂及腐蚀方法，属于金属材料金相分析技术领域，解决了现有的腐蚀剂及腐蚀方法不能清晰地显示Ti60钛合金氧化层的金相组织的问题。金相组织腐蚀剂包括浓硫酸、氢氟酸和水；各组分的体积比为：浓硫酸：氢氟酸：水为8‑12：8‑12：70‑90。本发明的腐蚀剂和腐蚀方法能够快速、清晰的腐蚀出Ti60钛合金氧化层的金相组织，且易操作，无毒。

技术领域

本发明属于金属材料金相分析技术领域，具体地涉及一种Ti60钛合金氧化层的金相组织腐蚀剂及腐蚀方法。

背景技术

随着我国航空航天技术的大力发展，对飞行器飞行速度有了更高的要求，因此对飞行器表面耐高温性能提出了更高的要求。钛合金因其低密度、高强度、耐热性好等特点，经常被选用制造飞行器蒙皮。Ti60钛合金是在Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系合金的基础上加入一定量的β同晶元素Nb和Ta，Ti60钛合金是一种可在600℃长期使用的近α型钛合金。该合金同时具备α型钛合金良好的蠕变性能和α+β型钛合金的高强度，热强性和热稳定性可达到良好匹配。因此在飞行器上得以广泛应用。但该型钛合金合金化程度高，冷成型较为困难，加工窗口狭窄，通常情况下800℃预热若干小时后再做成型。然而800℃的成型温度会使得钛合金表层被氧化，显微组织发生变化，即便涂敷防护涂料，也会被氧化。而氧化层将严重影响结构的机械性能。因此，检测钛合金的氧化层的显微组织，测量氧化层深度对后续工作有很强的指导意义。

金相组织分析是判断氧化层厚度和氧化层显微组织的重要手段。通过金相组织分析，可以观察氧化层的厚度和显微组织，进而帮助寻找产品产生缺陷的原因及优化生产工艺参数。金相试样的腐蚀效果是金相组织缺陷分析、测量尺寸的关键因素。腐蚀效果主要取决于用什么物质及其配比。如果选取的物质不合适，无论怎样的配比，均不能腐蚀出试样的组织；即使选对了物质，配置比例过高，则易形成过腐蚀，组织一片漆黑，相与相之间没有衬度；反之，如果配置比例过低，则组织腐蚀不出想要的效果，无法清晰的观察组织。腐蚀过程中，腐蚀时间过长会形成过腐蚀，腐蚀时间过短，无法清晰的观察组织；因此，要想清晰的观察到组织，腐蚀剂的配置及腐蚀方法极其关键。

现有技术中，Kroll’s试剂(1％-3％HF+2％-6％HNO₃水溶液)经常被用来腐蚀钛合金显微组织，但申请人经过研究发现，采用Kroll’s试剂作为腐蚀剂，Ti60钛合金边缘的氧化层组织腐蚀效果也不理想。

因此，找到一种能够清楚显示Ti60钛合金边缘的氧化层组织的腐蚀剂及腐蚀方法具有重要的意义，清楚的显示Ti60钛合金边缘的氧化层组织及氧化层厚度能够为此类合金品质评定，及制定合理的热处理制度提供依据，从而有效地控制晶粒大小并获得优异的组织和性能。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种Ti60钛合金氧化层的金相组织腐蚀剂及腐蚀方法，能够解决以下问题：现有的Ti60钛合金腐蚀剂及腐蚀方法不能清晰地显示Ti60钛合金氧化层的金相组织。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种Ti60钛合金氧化层的金相组织腐蚀剂，所述金相组织腐蚀剂包括浓硫酸、氢氟酸和水。

进一步的，所述金相组织腐蚀剂中各组分的体积比为：浓硫酸：氢氟酸：水为8-12：8-12：70-90。

进一步的，所述浓硫酸的质量浓度为98％。

进一步的，所述金相组织腐蚀剂采用如下方法制备：

步骤1、根据配比将蒸馏水加入烧杯中；

步骤2、根据配比将浓硫酸加入水中，搅拌、混合均匀；

步骤3、根据配比将氢氟酸加入步骤2得到的混合液中，搅拌、混合均匀，得到金相组织腐蚀剂。

另一方面，本发明还提供了一种Ti60钛合金氧化层的金相组织腐蚀方法，包括：