[发明专利]一种高温合金热处理金相组织的电化学腐蚀剂及其使用方法

说明书

本发明公开了一种高温合金热处理金相组织的电化学腐蚀剂及使用方法，该电化学腐蚀剂分别由腐蚀剂与清洗剂组成，且包含以下配比的原料：腐蚀剂分别由草酸固态粉末40～50g，甘油90～100g，氯化铜固态粉末5～10g，去离子水500～600ml组成；清洗剂分别由30～40ml的无水乙醇溶液与30～40ml的去离子水组成。通过控制不同的电源参数针对不同制度下的热处理件进行电解腐蚀，并利用清洗剂进行样件腐蚀后的电解杂质清除，从而使得SLM成型IN 718镍基高温合金热处理的金相组织能够准确、清晰的显示出来，从而在解决传统冷腐蚀效率与效果不佳、热腐蚀程度难以准确把握控制的基础上大幅提升了腐蚀效率。

技术领域

本发明涉及高温合金金相检测分析技术领域，具体为一种高温合金热处理金相组织的电化学腐蚀剂及使用方法。

背景技术

Inconel 718合金(NiCr19Fe19Nb5Mo3)作为一种沉淀硬化型高温合金，通过引入大量的沉淀强化元素(Al、Ti、Nb、Mo)与采取的固溶-时效热处理手段，实现晶内与晶间分别析出具有微细尺寸结构的主强化相γ″-Ni₃Nb、辅强化相γ'-Ni₃(Al,Ti,Nb)与晶间强化相δ-Ni₃Nb的第二相强化颗粒而充分发挥细晶弥散强化机制，从而在转子叶片、压气机叶片以及发动机燃烧室等长期服役于高温、复杂应力环境下的关重件中广泛使用。为了解决传统IN 718镍基高温合金在传统铸造工艺中因浇注型壳散热过慢而引发铸态组织呈繁茂树枝晶结构(一次主枝晶粗大且二、三次分枝晶取向复杂、相互搭接) 而导致的铸件强度下降且易发生沿晶脆性断裂与穿晶脆性断裂的力学性能问题，以及热锻工艺在反复利用热冲压与热处理相配合的手段使原粗晶细化而产生的高成本、低效率现象，一种具有微型粉末冶金成型特性的选择性激光熔覆技术(SLM)逐渐成为了近年来关注的焦点。虽然SLM凭借其微米级光源下各部分组织的依次微细成型而具有细晶颗粒并发挥了较高的细晶强化作用，但由于SLM成型过程中的多维热传导以及具有高凝固速率的非平衡凝固特点使得原始SLM成型后的组织分布与力学性能都不尽如人意。因此，通过结合IN 718合金各相的析出—溶解规律，不同热处理制度所体现的不同析出关系对于宏观力学性能改善作用机制的研究逐渐成为了SLM成型IN 718合金技术能落地使用的最终归宿。

然而在对于SLM成型IN 718合金的组织研究过程中，如何率先在光学显微镜下准确的获得不同热处理制度下的材料金相组织决定着后续更高倍数显微组织分析(如SEM、TEM)与含量检测(EDS、XRD)的成败。传统针对此类材料热处理件的金相腐蚀方法主要分为冷腐蚀法与热腐蚀法：冷腐蚀法主要包括五水合硫酸铜腐蚀法(即采用水：浓盐酸：浓硫酸＝20g：80ml：l50ml： 5ml的硫酸铜腐蚀液中进行腐蚀)、两酸腐蚀法(盐酸：硝酸：硝酸铁＝3：1： 0.5或氯化铜4.0～6.0g，盐酸20～25ml，硝酸20～25ml，蒸馏水20～30ml的混合溶液)，此方法虽然溶液配比简单，但由于镍基合金表面氧化膜的耐腐蚀性较高，再加之腐蚀剂通过增加某些活性离子的化学反应而起到金相组织的缓蚀作用，因此采用冷腐蚀技术的腐蚀深度与效率较差；热腐蚀 (80mLHCl+4mLHNO3+1gCuCl+20mL甘油加热至80℃～90℃)虽然通过水浴腐蚀剂的方法提高了腐蚀速率，但此时的腐蚀时间受水浴温度与腐蚀剂浓度的耦合影响，一方面挥发性不稳定酸性腐蚀液在加热过程中具有较高的操作危险性、另一方面整体腐蚀的过程难以控制，容易出现腐蚀过度的问题，因此本发明根据IN 718镍基高温合金在不同热处理状态下发生再结晶时不同程度的显微组织演变机理及相应的电导率映射关系特性，提出了一种高温合金热处理金相组织的电化学腐蚀剂及使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温合金热处理金相组织的电化学腐蚀剂及使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。