[发明专利]一种铬钛合金处理方法及其在金相组织显示中的用途

说明书

本发明涉及一种铬钛合金处理方法及其在金相组织显示中的用途。所述方法包括以下步骤：(1)将铬钛合金表面进行机械打磨；(2)将机械打磨后的铬钛合金浸入电解抛光液，进行电解腐蚀，形成腐蚀面，所述电解抛光液包括高氯酸。所述方法通过机械打磨，除去铬钛合金表面的氧化层等物质，显露铬钛合金真实的金相组织，同时提高铬钛合金表面的平整度，降低金相显示误差；将机械打磨后的铬钛合金浸入含有高氯酸的电解抛光液，进行电解腐蚀，处于铬钛合金晶界的钛原子优先与高氯酸反应，发生选择性溶解，形成晶界形貌清晰的腐蚀面。所述方法金相组织晶界显示效果良好，工艺稳定，可控性强。

技术领域

本发明涉及材料腐蚀技术领域，具体涉及一种铬钛合金处理方法及其在金相组织显示中的用途。

背景技术

钛合金具有比强度高、耐腐蚀、密度低、可焊接性好以及生物相容性好等特点，被广泛的应用在航空、航天、兵器、海洋和化工等领域。随着钛合金用量和应用范围的不断扩大，对钛合金的硬度、强度、延展性等综合力学性能提出了更加苛刻的要求。而材料内部组织结构与硬度、强度、延展性等材料性能有着直接和密切的联系，而金相观察则是研究金属材料内部组织结构最为直接有效的方法，所述金相是指金属或合金的化学成分以及各种成分在合金内部的物理状态和化学状态。

金属或合金中晶粒与晶粒之间的接触面形成晶界，在晶界上原子排列从一个取向过渡到另一个取向，故晶界处原子排列处于过渡状态，其物理和化学性质不同于晶粒内部的原子，利用这些差异，使它们转换为反射光强度或色彩的区别，使金相组织显示出来。

目前，钛合金金相组织的显示方法主要有光学法、侵蚀法和干涉层法。其中，CN109211645A公开了一种铬钽钛合金的金相浸蚀剂及其金相组织的显示方法，所述显示方法包括：提供铬钽钛合金试样，对所述铬钽钛合金试样进行表面处理，形成至少一抛光面，采用金相浸蚀剂对所述铬钽钛合金试样的抛光面进行腐蚀处理，所述金相浸蚀剂为氢氟酸、硫酸、硝酸和盐酸的混合溶液。

CN103512791A公开了一种高铌β钛合金的晶界腐蚀方法，包括从高铌β钛合金上切取金相试样，然后对所述金相试样先粗磨，再细磨，还包括：(1)在抛光布用于抛光的一面覆盖一层真丝布，采用覆盖真丝布的抛光布对细磨后的金相试样进行机械抛光，直至金相试样表面光亮无划痕；(2)制备腐蚀剂；(3)将机械抛光后的金相试样置于腐蚀剂中浸泡腐蚀，直至金相试样的被腐蚀面变成银灰色；(4)取出浸泡腐蚀后的金相试样，用水冲洗掉残留的腐蚀剂，然后用酒精冲洗后吹干。

上述文献均采用化学侵蚀的方法显示金相组织，但是化学侵蚀受处理时间和试剂浓度的影响较大，不易控制，不适合批量检测，样品表面易产生划痕，影响金相组织的显示效果。

研究者还采用彩色金相与微分干涉技术进行研究钛合金的金相组织。通过采用热染和阳极化技术对部分钛合金样品做着色处理，经着色后的样品使用蔡司显微镜应用偏光镜和DIC干涉相衬，对各种钛合金组织进行分析(“彩色金相与微分干涉技术在钦合金组织分析中的探索应用”，史文，装备制造，第13卷第3期增刊，第81-85页，2013年10月)。但是钛合金性能较稳定，较难染色或者染色不均匀，金相组织的显示效果较差，所述方法操作复杂、工艺不稳定且不可控。

基于现有技术的研究，如何开发一种工艺稳定、可控性好的钛合金处理方法，能够更好的显示金相组织，成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种铬钛合金处理方法及其在金相组织显示中的用途。所述方法选用含有高氯酸的电解抛光液，对铬钛合金进行电解腐蚀，控制合理的电解电压和时间等工艺参数，获得晶界形貌清晰的腐蚀面，很好地解决了铬钛合金的金相组织显示问题。所述方法金相组织晶界显示效果良好，工艺稳定，可控性强。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种铬钛合金处理方法，所述方法包括以下步骤：