[发明专利]一种镍铁基合金焊接接头试样金相腐蚀剂及使用方法

说明书

本发明公开了一种镍铁基合金焊接接头试样金相腐蚀剂及使用方法，该金相腐蚀剂按照体积分数包括：30％的盐酸，5％的硝酸，2％的氢氟酸，16％的铬酸，47％的乙醇，且每100ml腐蚀剂中含有9g三氯化铁：其中盐酸质量百分浓度为36～37％，三氯化铁试剂为Fe₃Cl·6H₂O，乙醇为无水乙醇，所选用的化学试剂均为分析纯标准；其使用方法将配制好的金相腐蚀剂涂覆于镍铁基高温合金焊接接头样品的金相表面上，化学腐蚀5～8秒钟后，用清水和酒精将其金相表面的腐蚀剂冲洗干净、干燥后，即可通过光学显微镜和扫描电子显微镜对其显微组织进行观察。

技术领域：

本发明属于电站高温合金材料领域，具体涉及一种镍铁基合金焊接接头试样金相腐蚀剂及使用方法。

背景技术：

镍铁基高温合金具有较好高温性能、加工性能和较低廉的成本。广泛用于电力、能源、化工领域。焊接是电站等高温合金部件(建设)安装中重要环节，焊接质量关系着安全运行。焊接接头的微观组织结构和性能密切相关，对其组织特征的观察分析，对于焊接的质量和性能的评定具有重要意义。

传统的金相腐蚀剂对镍铁基高温合金焊缝腐蚀效果不佳，由于母材与焊缝化学成分的差异，很难同时清晰显现出焊缝区、熔合区(线)、热影响区、母材区金相组织；用电解腐蚀常常会因为焊缝区、熔合区、母材区合金成分不一样电极电位不同而腐蚀不均匀。因此，需要针对不同种类的材料使用专门金相腐蚀剂，以避免焊接接头不同部位金相腐蚀显像差异的现象。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种镍铁基合金焊接接头试样金相腐蚀剂及使用方法，以在光学显微镜和扫描电子显微电镜下观察该类镍铁基合金焊接接头的金相组织。该腐蚀剂具有配方简单、显像效果好等特点；且该腐蚀剂使用方法有效的克服焊缝区、熔合区、母材区化学成分不同而导致的腐蚀不均匀现象。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种镍铁基合金焊接接头试样金相腐蚀剂，按体积分数包括：28～32％的盐酸，5～6％的硝酸，2％的氢氟酸，15～18％的铬酸，42～50％的乙醇，且每100ml腐蚀剂中含有9g三氯化铁；其中盐酸质量百分浓度为36％，三氯化铁试剂为Fe₃Cl·6H₂O，乙醇为无水乙醇，所选用的化学试剂均为分析纯标准。

本发明进一步的改进在于：该金相腐蚀剂针对镍铁基高温合金焊接接头，其中镍铁基高温合金中所含Fe元素的质量分数为17～35％，Cr元素的质量分数为16～25％，Nb元素质量分数为不大于5％，使用于焊接态、焊后热处理或长期时效后的镍铁基高温合金焊接接头金相样品。

上述一种镍铁基合金焊接接头金相腐蚀剂的使用方法，将配置好的金相腐蚀剂涂覆于镍铁基合金焊缝样品的金相表面，化学腐蚀5～8秒钟后，立即清洗、干燥，在光学或电子显微镜下观察。

本发明进一步的改进在于：经该金相腐蚀剂化学腐蚀后同时显示镍铁基高温合金焊接接头试样焊缝区、熔合区、热影响区的金相组织形貌。

本发明进一步的改进在于：清洗时用清水和酒精将镍铁基高温合金金相表面的腐蚀剂冲洗干净。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

盐酸和硝酸用于腐蚀γ基体；硝酸作为强氧化性酸用于腐蚀γ'相等；由于Nb及其(金属间)化合物的化学稳定性好，除氢氟酸外不与其他的无机酸或碱作用，亦不溶于王水；加入了铬酸和乙醇作为缓蚀剂。

2Fe³⁺+Fe→3Fe²⁺

2CrO₄^2-+2H⁺→Cr₂O₇^2-+H₂O(缓蚀)