[发明专利]一种超超临界汽轮机组用镍基合金铸态晶粒腐蚀方法

说明书

本发明公开了一种超超临界汽轮机组用镍基合金铸态晶粒腐蚀方法，该方法适用于几种典型的镍基高温合金以及对其成分进行优化改进后的镍基合金，如IN617、IN706、IN740、IN625、Hynes282及其改进型合金等。首先对镍基合金铸态金相试样进行机械打磨、抛光、清洗、吹干，然后放入热处理炉进行600～800℃保温1～3小时的氧化处理，出炉空冷后对原抛光面直接进行适度抛光并清洗吹干，然后将抛光面浸入到新配制的配比为五水合硫酸铜：水：浓盐酸：浓硫酸=20g：80ml：l50ml：5ml的硫酸铜腐蚀液中进行腐蚀，浸泡10～30s，清洗吹干后即可得到清晰完整的晶界。该发明方法安全高效、显示效果稳定、重现性好。

技术领域

本发明属于金相检测腐蚀技术领域，尤其涉及一种超超临界汽轮机组用镍基合金铸态晶粒腐蚀方法。

背景技术

近年来，为解决当前能源和温室气体排放问题，许多国家争先发展650 ℃以上先进超超临界燃煤发电技术，其机组所需的蒸汽温度参数高达650℃甚至700℃以上。为了满足该技术的使用要求，镍基高温合金作为重要的候选材料得到了广泛研究。例如，欧洲启动了AD700研发计划，将700℃等级先进超超临界汽轮机汽缸、阀体的候选材料定为IN617和IN625合金。美国的760℃超超临界技术研究项目将IN740和Haynes263做为汽缸和阀壳铸件的候选材料。中国也在借鉴国外超临界、超超临界汽轮机汽缸、阀壳用高温铸件材料研发技术的基础上，开展了对IN617、IN706、IN740、IN625、Hynes282等镍基合金铸件的初步研究工作。

镍基合金由于其合金元素含量高、晶界耐腐蚀性强等原因，采用现有的腐蚀剂很难显示其铸态晶界，这使后续的铸态组织研究工作，如铸态晶粒形貌、晶粒平均大小、晶界上析出相分布特点、铸锭热处理前后晶粒变化情况等无法开展。

因此，需要提供一种能够显示镍基合金铸态晶粒度的腐蚀剂或腐蚀方法，使得在光学显微镜下能清晰的显示其铸态晶界，从而便于开展后续的铸态组织研究工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效的适用于超超临界汽轮机组用镍基合金铸态晶粒腐蚀方法，用于显示清晰完整的晶界，以便于对铸态组织进行深入细致的研究和评价。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超超临界汽轮机组用镍基合金铸态晶粒腐蚀方法，包括以下步骤：

步骤1：制备镍基高温合金的铸态检测试样

将试样按照金相试样的常规制备方法进行机械粗磨、细磨、抛光和清洗、吹干；

步骤2：对抛光态试样进行氧化处理

将抛光态试样在普通热处理炉中进行600～800℃保温1～3小时的氧化处理，试样到温装炉，出炉后空冷，热处理过程中注意抛光面的保护；

步骤3：硫酸铜腐蚀液配制

按照配比为五水合硫酸铜：水：浓盐酸：浓硫酸=20g：80ml：l50ml：5ml，向容器中依次加入水、浓硫酸、五水合硫酸铜、浓盐酸，利用玻璃棒搅拌均匀；

步骤4：晶界腐蚀检测

将试样的原抛光面直接进行再次适度抛光，然后清洗吹干，浸入配好的硫酸铜腐蚀剂中进行腐蚀，静置10~30s，对腐蚀后的镍基合金试样检测面进行检测观察。

本方法先对已完成机械打磨和抛光好试样进行600～800℃保温1～3小时的氧化处理，然后用新配制的配比为五水合硫酸铜：水：浓盐酸：浓硫酸=20g：80ml：l50ml：5ml的硫酸铜腐蚀液进行腐蚀，即可得到清晰完整的晶界。