[发明专利]一种析出强化高温合金的金相腐蚀剂及其使用方法

说明书

本发明公开了一种析出强化高温合金的金相腐蚀剂及其使用方法，包括酸类物质与有机缓蚀剂，其中，酸类物质与有机缓蚀的体积比为32.3‑44.3：40‑51。酸类物质为高氯酸、冰醋酸、柠檬酸和磷酸的混合物或为硫酸、冰醋酸、柠檬酸和磷酸的混合物或为高氯酸、硫酸、柠檬酸和磷酸的混合物或为高氯酸、冰醋酸、柠檬酸和硫酸的混合物。将经过机械抛光的样品放置于配制好的金相腐蚀剂之中进行电化学腐蚀后通过扫描电子显微镜对其组织内的γ′相的观察和分析。本发明的优势在于在不改变腐蚀剂配方和试验参数的情况下可以同时腐蚀显示具有不同γ′相颗粒尺寸和体积分数的高温合金中的γ′相。

技术领域

本发明属于高温合金材料技术领域，具体涉及一种析出强化高温合金的金相腐蚀剂及其使用方法。

背景技术

析出强化高温合金不仅具有优异的拉伸强度、持久强度和疲劳强度，还具有优良的抗氧化腐蚀和热腐蚀性能以及高温组织稳定性，在航空航天、能源、石油化工领域的得到了广泛的应用。这些合金的力学性能与其组织结构密切相关，因而分析和观察主要强化相析出特征对于合金成分的设计以及预测其长期服役后性能衰减趋势等具有重要指导意义。

析出强化高温合金的组织结构主要由基体γ相和强化相γ′相组成。高温合金的高温力学性能与γ′相的尺寸、形貌和体积分数以及空间分布密切相关，因此需要对合金中γ′相的析出和演化规律进行深入研究。传统的高温合金金相腐蚀剂主要是针对的是γ′相的体积分数较高、颗粒尺寸较大的镍基高温合金的微观组织显像，而对γ′相的体积分数较低、颗粒尺寸较小的析出强化铁基、钴基、镍钴基和镍铁基高温合金却难以得到满意的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种析出强化高温合金的金相腐蚀剂及其使用方法，以便在扫描电子显微镜下观察具有不同γ′相颗粒尺寸及体积分数的γ′相强化铁基高温合金、钴基高温合金、镍基高温合金和镍钴基高温合金以及镍铁基高温合金等所有类型γ′相强化高温合金中的γ′相。该腐蚀剂配方简单，使用方法易于操作，对于原始态合金材料及长期时效(服役)后的该类合金材料金相显像效果显著，γ′相对比度清晰。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

一种析出强化高温合金的金相腐蚀剂，包括酸类物质与有机缓蚀剂，其中，酸类物质与有机缓蚀的体积比为32.3-44.3：40-51。

本发明进一步的优化在于，酸类物质为高氯酸、冰醋酸、柠檬酸和磷酸的混合物或为硫酸、冰醋酸、柠檬酸和磷酸的混合物或为高氯酸、硫酸、柠檬酸和磷酸的混合物或为高氯酸、冰醋酸、柠檬酸和硫酸的混合物。

本发明进一步的优化在于，高氯酸、冰醋酸、磷酸和柠檬酸的比、硫酸、冰醋酸、磷酸和柠檬酸的比、高氯酸、硫酸、磷酸和柠檬酸的比、以及高氯酸、冰醋酸、硫酸和柠檬酸的比均为7m L-11mL：12-15mL：12-15mL：2g-5g。

本发明进一步的优化在于，高氯酸的质量浓度为70-72％，冰醋酸的质量浓度大于99.5％，磷酸的质量浓度为85％，硫酸的质量浓度为98.3％，柠檬酸的质量浓度大于99.5％。

本发明进一步的优化在于，有机缓蚀剂为乙二醇和甲醇的混合物。

本发明进一步的优化在于，乙二醇的质量浓度大于99.5％，甲醇的质量浓度大于99.5％。

本发明进一步的优化在于，乙二醇和甲醇的体积比为15-21：25-30。

本发明进一步的优化在于，有机缓蚀剂为乙醇、丙三醇和乙二醇丁醚中的一种或几种；其中，乙醇质量浓度大于99.5％，丙三醇的质量浓度大于99.5％，乙二醇丁醚的质量浓度大于99.5％。

本发明进一步的优化在于，金相腐蚀剂适用于γ′相强化铁基高温合金、钴基高温合金、镍基高温合金、镍钴基高温合金或镍铁基高温合金。