一種鎳鐵基合金焊接接頭試樣金相腐蝕劑及使用方法技術

本發明專利技術公開了一種鎳鐵基合金焊接接頭試樣金相腐蝕劑及使用方法，該金相腐蝕劑按照體積分數包括：30％的鹽酸，5％的硝酸，2％的氫氟酸，16％的鉻酸，47％的乙醇，且每100ml腐蝕劑中含有9g三氯化鐵：其中鹽酸質量百分濃度為36～37％，三氯化鐵試劑為Fe3Cl·6H2O，乙醇為無水乙醇，所選用的化學試劑均為分析純標準；其使用方法將配制好的金相腐蝕劑涂覆于鎳鐵基高溫合金焊接接頭樣品的金相表面上，化學腐蝕5～8秒鐘后，用清水和酒精將其金相表面的腐蝕劑沖洗干凈、干燥后，即可通過光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡對其顯微組織進行觀察。

A metallographic corroding agent for a nickel iron base alloy welded joint specimen and its application

【技術實現步驟摘要】
一種鎳鐵基合金焊接接頭試樣金相腐蝕劑及使用方法
：本專利技術屬于電站高溫合金材料領域，具體涉及一種鎳鐵基合金焊接接頭試樣金相腐蝕劑及使用方法。
技術介紹
：鎳鐵基高溫合金具有較好高溫性能、加工性能和較低廉的成本。廣泛用于電力、能源、化工領域。焊接是電站等高溫合金部件(建設)安裝中重要環節，焊接質量關系著安全運行。焊接接頭的微觀組織結構和性能密切相關，對其組織特征的觀察分析，對于焊接的質量和性能的評定具有重要意義。傳統的金相腐蝕劑對鎳鐵基高溫合金焊縫腐蝕效果不佳，由于母材與焊縫化學成分的差異，很難同時清晰顯現出焊縫區、熔合區(線)、熱影響區、母材區金相組織；用電解腐蝕常常會因為焊縫區、熔合區、母材區合金成分不一樣電極電位不同而腐蝕不均勻。因此，需要針對不同種類的材料使用專門金相腐蝕劑，以避免焊接接頭不同部位金相腐蝕顯像差異的現象。
技術實現思路
：本專利技術的目的在于提供一種鎳鐵基合金焊接接頭試樣金相腐蝕劑及使用方法，以在光學顯微鏡和掃描電子顯微電鏡下觀察該類鎳鐵基合金焊接接頭的金相組織。該腐蝕劑具有配方簡單、顯像效果好等特點；且該腐蝕劑使用方法有效的克服焊縫區、熔合區、母材區化學成分不同而導致的腐蝕不均勻現象。為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案予以實現：一種鎳鐵基合金焊接接頭試樣金相腐蝕劑，按體積分數包括：28～32％的鹽酸，5～6％的硝酸，2％的氫氟酸，15～18％的鉻酸，42～50％的乙醇，且每100ml腐蝕劑中含有9g三氯化鐵；其中鹽酸質量百分濃度為36％，三氯化鐵試劑為Fe3Cl·6H2O，乙醇為無水乙醇，所選用的化學試劑均為分析純標準。本專利技術進一步的改進在于：該金相腐蝕劑針對鎳鐵基高溫合金焊接接頭，其中鎳鐵基高溫合金中所含Fe元素的質量分數為17～35％，Cr元素的質量分數為16～25％，Nb元素質量分數為不大于5％，使用于焊接態、焊后熱處理或長期時效后的鎳鐵基高溫合金焊接接頭金相樣品。上述一種鎳鐵基合金焊接接頭金相腐蝕劑的使用方法，將配置好的金相腐蝕劑涂覆于鎳鐵基合金焊縫樣品的金相表面，化學腐蝕5～8秒鐘后，立即清洗、干燥，在光學或電子顯微鏡下觀察。本專利技術進一步的改進在于：經該金相腐蝕劑化學腐蝕后同時顯示鎳鐵基高溫合金焊接接頭試樣焊縫區、熔合區、熱影響區的金相組織形貌。本專利技術進一步的改進在于：清洗時用清水和酒精將鎳鐵基高溫合金金相表面的腐蝕劑沖洗干凈。與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果：鹽酸和硝酸用于腐蝕γ基體；硝酸作為強氧化性酸用于腐蝕γ'相等；由于Nb及其(金屬間)化合物的化學穩定性好，除氫氟酸外不與其他的無機酸或堿作用，亦不溶于王水；加入了鉻酸和乙醇作為緩蝕劑。2Fe3++Fe→3Fe2+2CrO42-+2H+→Cr2O72-+H2O(緩蝕)C2H5OH+2Cr2O72-+8H+→2CO2+4Cr3++11H2O(緩蝕)Nb+HF+5HNO3→NbO2F+5NO2↑+3H2O本專利技術的技術優勢在于消除母材與焊縫不同化學成分帶來的腐蝕性差異，可同時獲得的焊接接頭中各區域的，在光學顯微鏡和掃面電子顯微鏡下均可對其觀察；同時，可獲得晶界及析出碳化物的輪廓和形貌。附圖說明：圖1為本專利技術的腐蝕劑和使用方法處理得到ERNiCrFe-1焊絲焊接IN718合金焊接原始態焊縫光學顯微鏡圖片。圖2為本專利技術的腐蝕劑和使用方法處理得到ERNiCrFe-1焊絲焊接IN718合金焊接原始態焊縫掃描電子顯微鏡圖片。圖3為本專利技術的腐蝕劑和使用方法處理得到FM-725焊絲焊接Nimonic70合金焊接原始態焊縫光學顯微鏡圖片。圖4為本專利技術的腐蝕劑和使用方法處理得到ERNiCrFe-1焊絲焊接GH2984G合金焊接原始態焊縫掃描電子顯微鏡圖片。具體實施方式：下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術做進一步說明。實施例1：ERNiCrFe-1焊絲和IN718(18.5％Fe，19％Cr，5％Nb)合金均為鎳鐵基高溫合金，兩者耐腐蝕性能差異比較大，傳統的腐蝕劑很難同時顯現出焊接接頭焊縫區、熔合區、熱影響區、母材區金相組織。對ERNiCrFe-1焊絲焊接IN718合金的焊接接頭進行機械拋光后，用該金相腐蝕劑(28％的鹽酸，5％的硝酸，2％的氫氟酸，16％的鉻酸，49％的乙醇)進行化學腐蝕8秒鐘。圖1和圖2為使用該腐蝕劑后的金相組織形貌，其中可以清晰觀察出焊縫、熔合區、熱影響區、母材區金相組織。實施例2：FM-725焊絲和Nimonic70(25％Fe，20％Cr，2％Nb)合金均為鎳鐵基高溫合金，兩者耐腐蝕性能差異比較大，傳統的腐蝕劑很難同時顯現出焊接接頭焊縫區、熔合區、熱影響區、母材區金相組織。對ERNiCrFe-3焊絲焊接Nimonic70合金的焊接接頭進行機械拋光后，用該金相腐蝕劑(32％的鹽酸，6％的硝酸，2％的氫氟酸，17％的鉻酸，43％的乙醇)進行化學腐蝕6秒鐘。圖1和圖2為使用該腐蝕劑后的金相組織形貌，其中可以清晰觀察出焊縫、熔合區、熱影響區、母材區金相組織。實施例3：ERNiCrFe-1焊絲和GH2984G(22％Fe，22％Cr，1.5％Nb)合金均為鎳鐵基高溫合金，兩者耐腐蝕性能差異比較大，傳統的腐蝕劑很難同時顯現出焊接接頭焊縫區、熔合區、熱影響區、母材區金相組織。對ERNiCrFe-1焊絲焊接GH2984G合金的焊接接頭進行機械拋光后，用該金相腐蝕劑(29％的鹽酸，5％的硝酸，2％的氫氟酸，18％的鉻酸，46％的乙醇)進行化學腐蝕6秒鐘。圖1和圖2為使用該腐蝕劑后的金相組織形貌，其中可以清晰觀察出焊縫、熔合區、熱影響區、母材區金相組織。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鎳鐵基合金焊接接頭試樣金相腐蝕劑，其特征在于：按體積分數包括：28～32％的鹽酸，5～6％的硝酸，2％的氫氟酸，15～18％的鉻酸，42～50％的乙醇，且每100ml腐蝕劑中含有9g三氯化鐵；其中鹽酸質量百分濃度為36％，三氯化鐵試劑為Fe3Cl·6H2O，乙醇為無水乙醇，所選用的化學試劑均為分析純標準。

【技術特征摘要】
1.一種鎳鐵基合金焊接接頭試樣金相腐蝕劑，其特征在于：按體積分數包括：28～32％的鹽酸，5～6％的硝酸，2％的氫氟酸，15～18％的鉻酸，42～50％的乙醇，且每100ml腐蝕劑中含有9g三氯化鐵；其中鹽酸質量百分濃度為36％，三氯化鐵試劑為Fe3Cl·6H2O，乙醇為無水乙醇，所選用的化學試劑均為分析純標準。2.根據權利要求1所述的一種鎳鐵基合金焊接試樣金相腐蝕劑，其特征在于：該金相腐蝕劑針對鎳鐵基高溫合金焊接接頭，其中鎳鐵基高溫合金中所含Fe元素的質量分數為17～35％，Cr元素的質量分數為16～25％，Nb元素質量分數為不大于5％，使用于焊接態、焊后熱處...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹宏飛，楊征，袁勇，趙新寶，黨瑩櫻，魯金濤，嚴靖博，楊珍，
申請(專利權)人：中國華能集團公司，西安熱工研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11