[发明专利]一种高强殷钢显微组织的电解腐蚀剂及腐蚀方法

说明书

本发明公开了一种强殷钢显微组织的电解腐蚀剂以及腐蚀方法，其原料的体积份数为：高氯酸1份，醋酸3～9份。本腐蚀剂配方简单、使用方便、不易挥发，可重复使用，腐蚀效果好，可将高强殷钢的基体组织及弥散析出相清晰的显示出来。本方法以殷钢作为阳极进行电解腐蚀，殷钢基体中的铁、镍等金属组分可以优先于析出相发生电解，可以保证在腐蚀出基体组织的同时保证析出相的完整。本发明方法可以在腐蚀出清晰的奥氏体晶界轮廓的同时，保证奥氏体晶粒内部以及晶界上弥散分布的大量细小的析出相颗粒的完整，避免了因使用化学腐蚀剂而造成的析出相溶解、剥落现象，对于不同加工及热处理状态下的殷钢均有较好的适用性。

技术领域

本发明属于金相电解腐蚀技术领域，尤其是一种高强殷钢显微组织的电解腐蚀剂以及腐蚀方法。

背景技术

因瓦合金，又称殷钢，因其在居里温度以下具有极低的热膨胀系数，在精密工业领域具有广泛的应用。随着航空复合材料成型模具和远距离倍容量输电导线等工业产品对高强殷钢需求量逐年提升，有关高强殷钢的研制工作，越来越受到企业和科研院所的高度重视。截至目前，工业上提高殷钢强度最行之有效的技术方法是，利用冷加工形变强化，结合时效过程的碳化物第二相颗粒析出强化。在时效强化状态下，由于高强殷钢的奥氏体基体与析出相颗粒对化学侵蚀剂的耐蚀性不同，加上殷钢成分、热处理及加工状态的不同，使获得完整基体显微组织和清晰形貌的析出相颗粒的金相腐蚀变得困难。

已知的文献报道主要使用化学侵蚀法显现殷钢的基体组织，但此法对于弥散相的显现有较大的缺陷。例如，申请号201510824955.3的中国专利申请“显示Fe-36Ni因瓦合金凝固枝晶组织的侵蚀剂及其侵蚀方法”，其中使用苦味酸、无水氯化铜、无水乙醇、盐酸和十二烷基苯磺酸钠混合溶液作为侵蚀剂，水浴加热至50～60℃后用于显现Fe-36Ni因瓦合金凝固枝晶组织。郑宏光等人在“Zr对Fe-36Ni因瓦合金凝固组织和热塑性的影响”（北京科技大学学报,2014,36(S1):145-150）论文中，使用加热的氯化铁饱和酒精溶液侵蚀含Zr殷钢的凝固组织，得到了较好的显微组织形貌。路东柱等在“原位TiC颗粒增强Fe-36Ni因瓦合金的组织与性能”（金属功能材料, 2014,21(04):9-13）中使用4g硫酸铜、20mL盐酸和20mL去离子水的混合溶液对原位TiC颗粒增强的因瓦合金进行了金相腐蚀，并在金相显微镜及SEM下观察了TiC颗粒加入对因瓦合金组织的影响。杨晓华等在“Ti对Fe-Ni膨胀合金凝固组织的影响”（材料工程,2010(09):7-9）中使用1g KMnO₄ +10mL H₂SO₄+90mL H₂O 的混合溶液对因瓦合金进行了侵蚀，观察了殷钢的铸态组织及析出相。屠怡范等人在“Fe-Ni基高强度低膨胀合金组织性能与时效时间的关系”（金属功能材料, 2007,14(03):10-14）一文中，使用5g CuSO₄、25ml HCl和15ml H₂O 的混合溶液对时效态冷拔丝试样进行侵蚀，清晰显现了不同时效工艺下试样晶粒的变化。袁均平在“变形及热处理对因瓦合金组织与性能的影响”（中南大学,2005）中，使用王水溶液（浓HNO₃:浓HCl=1:3）分别对冷轧退火态及热轧时效态的因瓦合金进行了腐蚀，显示了不同状态下的组织形貌。蔡波等人在“稀土Ce对含Nb超低膨胀合金组织和夹杂物的影响”（金属功能材料,2013,20(01):8-12）中，以三氯化铁盐酸水溶液为电解液，在4～5V电压下对含Ce及Nb的Fe-Ni因瓦合金电解腐蚀20～30s，得到不同含Ce量下的锻态组织。然而上述腐蚀方法在对含有第二相析出强化的因瓦合金的金相腐蚀过程中往往会造成第二相颗粒被侵蚀液溶解，在电镜下表现为大量的侵蚀坑，严重影响微观形貌质量及析出相的成分分析。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种腐蚀效果好的高强殷钢显微组织的电解腐蚀剂；本发明还提供了一种高强殷钢显微组织的腐蚀方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的原料的体积份数为：高氯酸1份，醋酸3～9份。