[发明专利]一种钛-钢复合材料的金相腐蚀剂及腐蚀方法

说明书

本发明涉及一种钛‑钢复合材料金相腐蚀剂及腐蚀方法，主要针对钛‑钢层状复合材料的金相腐蚀。该腐蚀剂由氢氟酸、硝酸、氟化物和水组成；各组分及配比为：氢氟酸5‑10mL，硝酸1‑3mL，氟化钾(或氟化钠)1‑5g，水80‑100mL。本发明可以方便快捷地实现钛的金相腐蚀，且对钢进行弱腐蚀或不腐蚀，有效地解决现有的钛与钛合金腐蚀剂对钢过腐蚀的干扰。

技术领域

本发明涉及钛-钢复合材料的金相腐蚀领域，提供了一种新型的金相腐蚀剂及腐蚀方法。

背景技术

钛-钢复合材料是一种重要的功能-结构一体化层状金属材料，例如钛-钢复合板、钛-钢复合棒、钛-钢复合管等。这种材料既具有钛的优异耐蚀性能，又具有钢的强韧性。钛-钢复合材料广泛应用于石油、化工、电力、海水淡化、水利水电、海洋工程、核能等工业领域。

金相组织分析是材料试验研究的必备手段，在材料工艺、性能研究过程中起到重要作用。但是，既要腐蚀出钛的金相组织又要腐蚀出钢的金相组织存在一定难度。主要原因是，钛和钢的化学性质存在较大差异，钛的耐蚀性很好，而钢的耐蚀性较差。

钛的金相腐蚀剂为Kroll溶液，即每100ml水中含有1-3mL的氢氟酸和2-6mL的硝酸，钢的腐蚀剂为3-10％硝酸酒精溶液。钛在钢的腐蚀剂中基本不发生腐蚀，而钢在钛的腐蚀剂(Kroll溶剂)中能发生强烈的腐蚀。采用Kroll试剂对钛-钢复合材料进行侵蚀，虽然能够腐蚀出钛的显微组织，但是得不到钢的显微组织(严重腐蚀)。采用硝酸酒精溶液对钛-钢复合材料进行侵蚀，虽然能够腐蚀出钢的显微组织，但是得不到钛的显微组织。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种新型的钛-钢复合材料的金相腐蚀剂及腐蚀方法，该腐蚀剂能够使钛在被腐蚀时钢不发生腐蚀或仅为弱腐蚀，从而解决现有的钛及钛合金腐蚀剂对钢过腐蚀的干扰问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种钛-钢复合材料的金相腐蚀剂，该腐蚀剂由氢氟酸、硝酸、氟化物和水组成；每份腐蚀剂，各组分及配比为：氢氟酸5-10mL，硝酸1-3mL，氟化物1-5g，水80-100mL。以上各组分直接混合即得钛-钢复合材料的金相腐蚀剂。其中所述氟化物可为氟化钾或氟化钠等金属氟化物，氟化物的添加提高了腐蚀液中氟离子浓度，增强了腐蚀液对钛的腐蚀倾向。

较优的，每份腐蚀剂，各组分及配比为：水100mL，氢氟酸5mL，硝酸1mL，氟化物1-5g。

较优的，每份腐蚀剂，各组分及配比为：水100mL，氢氟酸10mL，硝酸2mL，氟化物1-5g。

一种使用该腐蚀剂的腐蚀方法，其特征在于，对钛-钢复合材料进行两次腐蚀：先采用本发明制备的腐蚀剂对钛-钢复合材料的复合界面进行腐蚀；再采用钢腐蚀剂对钛-钢复合材料的复合界面进行腐蚀。

使用钛-钢复合材料的金相腐蚀剂对钛-钢复合材料复合界面进行腐蚀的时间为10-60秒。

钢腐蚀剂为体积浓度3-10％的硝酸酒精溶液。使用硝酸酒精溶液对钛-钢复合材料复合界面进行腐蚀的时间为8-15秒。

本发明有益效果如下：

本发明通过将一定浓度的氢氟酸、硝酸和氟化钾(或氟化钠)配合制成一种新型的腐蚀剂，可以方便快捷地实现钛的金相腐蚀，且对钢进行弱腐蚀或不腐蚀，有效地解决现有的钛与钛合金腐蚀剂对钢过腐蚀的干扰。同时，所采用的腐蚀方法中，采用分层次腐蚀，先利用本发明制备的新型腐蚀剂可以有效地对钛进行金相腐蚀，而使钢进行弱腐蚀或不腐蚀；而在接下来的步骤可以利用传统的钢腐蚀剂有效地对钢进行金相腐蚀，而此时钛在传统的钢腐蚀剂中腐蚀效果不明显。因而，使用上述腐蚀剂及腐蚀方法，可以兼得钛与钢的金相显微组织，且操作方法简便易行，组织晶界轮廓清晰。