[发明专利]镍基合金中γ′相金相的腐蚀剂、制备及腐蚀方法

说明书

本发明公开了镍基合金中γ′相金相的腐蚀剂、制备及腐蚀方法，属于金属材料的微观组织分析领域。本发明提供了镍基合金中γ′相金相的腐蚀剂，该腐蚀剂液相包括40～50份的盐酸、3～7份的硫酸和43～57份的水，每100ml液相中溶解有12g CuSO₄·5H₂O。该腐蚀剂通过特定比例的盐酸和硫酸协同作用用于腐蚀镍基合金基体γ相，为了避免腐蚀γ′和减缓对基体γ相的腐蚀，加入的缓蚀剂CuSO₄·5H₂O和43～57份的水，控制了腐蚀剂的腐蚀能力，避免了腐蚀剂腐蚀能力过强，腐蚀时间不易控制。本发明的优势在于腐蚀掉了镍基合金中的基体γ而获得的组织内γ′相，成像效果清晰。

技术领域

本发明属于金属材料的微观组织分析领域，具体涉及镍基合金中γ′相金相的腐蚀剂、制备及腐蚀方法。

背景技术

镍基合金是以镍为基体，具有良好高温力学性能、抗氧化腐蚀性能，兼有良好高温组织稳定性的一类合金，已在航空、航天、电力、石油化工等领域得到广泛应用。这类合金的力学性能与其组织结构密切相关，而γ′相是镍基合金的主要强化相之一，γ′相(即Ni₃Al相)为面心立方结构，每个晶胞中有4个原子，晶格常数a＝0.3589nm，γ′相的形态、尺寸及分布等都关系到镍基合金的高温力学性能，因此对镍基合金中γ′相析出特征进行观察分析，这对合金长期服役后性能劣化程度评价和开发新型合金都具有重要指导意义。

目前镍基合金中γ′相常用的金相腐蚀方法有两种，一种为利用H₃PO₄+H₂SO₄+CrO₃混合液电解腐蚀，文献《混晶组织对GH4720Li合金高温力学性能的影响》报道了镍基合金GH4720Li中γ′相的电解腐蚀方法为：电解液为170mL H₃PO₄+10mL H₂SO₄+15g CrO₃，电压为2至5V，电解时间为2至5秒；文献《不同固溶冷速GH4096高温合金在高温蠕变测试中γ′相的演变行为》给出了GH4096中γ′相的电解腐蚀方法为：在32g CrO₃、2ml H₂SO₄和3mL H₃PO₄混合溶液中以3.8V电压进行电解腐蚀；文献《617B镍基高温合金长期时效组织演变》报道了利用H₃PO₄+H₂SO₄+CrO₃混合液电解腐蚀镍基合金617B中的γ′相，电解电压为10V，电解时间为10秒。然而该类型电解腐蚀方法中使用的CrO₃具有强致癌性，对人体危害极大，使用或存放不当则会导致严重后果，难以广泛应用。另一种为化学擦蚀方法，文献《热力耦合对一种第四代镍基单晶高温合金1100℃蠕变组织演变的影响》报道了利用1％HF+33％HNO₃+33％CH₃COOH+33％H₂O混合溶液腐蚀镍基单晶高温合金中γ′相。该腐蚀剂中的HF具有强腐蚀性和毒性，利用该方法存在一定安全隐患，难以广泛应用。因此，为了对镍基合金中的γ′相的析出特征进行观察分析，需要开发一种安全、可靠、简单有效的金相腐蚀剂和使用方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供镍基合金中γ′相金相的腐蚀剂、制备及腐蚀方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种镍基合金中γ′相金相腐蚀剂，包括盐酸、硫酸和水组成的液相和硫酸铜，每100ml液相中溶解有12g CuSO₄·5H₂O；

在液相中，按照体积份数计，包括40～50份的盐酸、3～7份的硫酸和43～57份的水。