一種層狀金屬復(fù)合材料的金相分析腐蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料金相腐蝕技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種層狀金屬復(fù)合材料的金相分析腐蝕方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及各種新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，對材料性能的要求越來越高，單一組元材料的性能很難滿足這些需求。近幾十年來，層狀金屬復(fù)合材料的生產(chǎn)、研制和應(yīng)用越來越受到科技界的重視。層狀金屬復(fù)合材料是由幾層不同性能的金屬復(fù)合而成的，與單一組元的合金材料相比，經(jīng)過合理設(shè)計(jì)組合后的材料可以獲得相對較高的強(qiáng)度、耐蝕、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、導(dǎo)磁等優(yōu)秀的綜合性能并應(yīng)用于特殊要求的工作環(huán)境。目前，層狀金屬復(fù)合材料已經(jīng)在宇航、石油、機(jī)械、化工、輕工、汽車、造船、建筑、電力、電子、核能及日用品等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
[0003]由于層狀金屬復(fù)合材料中，各層金屬材料組元的顯微組織、力學(xué)及耐腐蝕性能差異較為明顯，在檢測分析過程中難以同時(shí)顯示出各層金屬的金相顯微組織。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種層狀金屬復(fù)合材料的金相分析腐蝕方法，具體技術(shù)方案如下:
[0005]—種層狀金屬復(fù)合材料的金相分析腐蝕方法，依次采用電解腐蝕和化學(xué)腐蝕方法，將層狀金屬復(fù)合材料中耐腐蝕性能有差異的合金組元顯微組織同時(shí)顯示出來。
[0006]具體步驟如下:
[0007](I)樣品制備:將樣品表面采用線切割、車削、銑削等方法加工平整，然后機(jī)械磨平，再機(jī)械拋光至表面光潔無劃痕；
[0008](2)電解腐蝕:將機(jī)械拋光后的樣品置于三氧化鉻-乙醇溶液中，連接相應(yīng)電極后，進(jìn)行電解腐蝕，腐蝕時(shí)采用1-15V電壓，腐蝕時(shí)間10-60s，腐蝕后依次用清水和無水乙醇清洗并吹干；
[0009](3)化學(xué)腐蝕:將電解腐蝕并清洗吹干后的樣品用硝酸-乙醇溶液進(jìn)行化學(xué)腐蝕，腐蝕時(shí)間10-60s，腐蝕后依次用水和無水乙醇清洗并吹干。
[0010]所述電解腐蝕時(shí)所用的三氧化鉻-乙醇溶液中，三氧化鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10wt%;化學(xué)腐蝕時(shí)所用的硝酸-乙醇溶液中，硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4wt%-8wt%。
[0011]所述層狀金屬復(fù)合材料為奧氏體不銹鋼/碳鋼、馬氏體不銹鋼/碳鋼、鐵素體不銹鋼/碳鋼、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼/碳鋼或鎳基高溫合金/碳鋼。
[0012]本發(fā)明的基本原理為:
[0013]低合金鋼、碳鋼等屬于耐腐蝕性能較差的組元，不銹鋼、鈦合金、高溫合金等屬于耐腐蝕性能較好的組元，兩者的耐蝕性能及電解腐蝕時(shí)的電極電位均有較大差異。電解腐蝕時(shí)，在采用較強(qiáng)氧化性的電解液且較高的電壓的條件下，可以實(shí)現(xiàn)對于耐腐蝕性好的組元材料均勻腐蝕并且顯示組織，而對于耐腐蝕性能較差的組元而言，腐蝕速率極快，可以同時(shí)在其整個(gè)截面上均勻地腐蝕掉一層金屬，無法顯示組織，形成近似于電解拋光的效果。經(jīng)過這種電解腐蝕處理之后再采用硝酸-乙醇進(jìn)行化學(xué)腐蝕，對于耐蝕性能良好的組元幾乎沒有腐蝕作用，而對于耐蝕性能差的金屬可以產(chǎn)生良好的腐蝕效果，并顯示出其金相顯微組織。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
[0015]本發(fā)明的金相分析腐蝕方法，結(jié)合了電解腐蝕和化學(xué)腐蝕的各自特點(diǎn)，依次將復(fù)合材料中耐腐蝕性能相對較好和較差的合金組元顯微組織顯示出來，從而同時(shí)顯示出耐腐蝕性能不同的兩種或者多種金屬組元材料的金相顯微組織，進(jìn)而分析層狀復(fù)合材料中各層組元材料的相組成、顯微組織形貌、界面結(jié)構(gòu)及晶粒尺寸等。
[0016]說明書附圖
[0017]圖1為實(shí)施例2中復(fù)合材料經(jīng)電解腐蝕和化學(xué)腐蝕后得到的金相顯微組織結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2為實(shí)施例9中復(fù)合材料經(jīng)電解腐蝕和化學(xué)腐蝕后得到的金相顯微組織結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖3為實(shí)施例10中復(fù)合材料經(jīng)電解腐蝕和化學(xué)腐蝕后得到的金相顯微組織結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1:304不銹鋼/10#鋼層狀金屬復(fù)合材料
[0021]樣品制備:將樣品表面采用線切割、車削、銑削等方法加工平整，然后機(jī)械磨平，再機(jī)械拋光至表面光潔無劃痕；
[0022]電解腐蝕:將機(jī)械拋光后的樣品置于10^%三氧化鉻-乙醇溶液中，連接相應(yīng)電極后，進(jìn)行電解腐蝕，腐蝕時(shí)采用2.5V電壓，腐蝕時(shí)間15s，腐蝕后依次用清水和無水乙醇清洗并吹干，此時(shí)可將304不銹鋼層的顯微組織顯示出來；
[0023]化學(xué)腐蝕:將電解腐蝕并清洗吹干后的樣品用4wt%硝酸-乙醇溶液進(jìn)行化學(xué)腐蝕，腐蝕時(shí)間10s，腐蝕后依次用水和無水乙醇清洗并吹干，此時(shí)可將10#鋼層的顯微組織顯示出來。
[0024]實(shí)施例2:304不銹鋼/20G鋼層狀金屬復(fù)合材料
[0025]樣品制備:將樣品表面采用線切割、車削、銑削等方法加工平整，然后機(jī)械磨平，再機(jī)械拋光至表面光潔無劃痕；
[0026]電解腐蝕:將機(jī)械拋光后的樣品置于10^%三氧化鉻-乙醇溶液中，連接相應(yīng)電極后，進(jìn)行電解腐蝕，腐蝕時(shí)采用2.5V電壓，腐蝕時(shí)間1s，腐蝕后依次用清水和無水乙醇清洗并吹干，此時(shí)可將304不銹鋼層的顯微組織顯示出來；
[0027]化學(xué)腐蝕:將電解腐蝕并清洗吹干后的樣品用8wt%硝酸-乙醇溶液進(jìn)行化學(xué)腐蝕，腐蝕時(shí)間20 s，腐蝕后依次用水和無水乙醇清洗并吹干，此時(shí)可將20G鋼層的顯微組織顯示出來，見圖1。
[0028]實(shí)施例3:316鋼/20G鋼層狀金屬復(fù)合材料
[0029]樣品制備:將樣品表面采用線切割、車削、銑削等方法加工平整，然后機(jī)械磨平，再機(jī)械拋光至表面光潔無劃痕；
[0030]電解腐蝕:將機(jī)械拋光后的樣品置于10^%三氧化鉻-乙醇溶液中，連接相應(yīng)電極后，進(jìn)行電解腐蝕，腐蝕時(shí)采用3V電壓，腐蝕時(shí)間60s，腐蝕后依次用清水和無水乙醇清洗并吹干，此時(shí)可將316不銹鋼層的顯微組織顯示出來；
[0031]化學(xué)腐蝕:將電解腐蝕并清洗吹干后的樣品用8wt%硝酸-乙醇溶液進(jìn)行化學(xué)腐蝕，腐蝕時(shí)間20 s，腐蝕后依次用水和無水乙醇清洗并吹干，此時(shí)可將20G鋼層的顯微組織顯示出來。
[0032]實(shí)施例4:GH625/10#鋼層狀金屬復(fù)合材料
[0033]樣品制備:將樣品表面采用線切割、車削、銑削等方法加工平整，然后機(jī)械磨平，再機(jī)械拋光至表面光潔無劃痕；
[0034]電解腐蝕:將機(jī)械拋光后的樣品置于10wt%S氧化鉻-乙醇溶液中，連接相應(yīng)電極后，進(jìn)行電解腐蝕，腐蝕時(shí)采用1V電壓，腐蝕時(shí)間60s，腐蝕后依次用清水和無水乙醇清洗并吹干，此時(shí)可將GH625合金層的顯微組織顯示出來；
[0035]化學(xué)腐蝕:將電解腐蝕并清洗吹干后的樣品用4wt%硝酸-乙醇溶液進(jìn)行化學(xué)腐蝕，腐蝕時(shí)間10s，腐蝕后依次用水和無水乙醇清洗并吹干，此時(shí)可將10#鋼層的顯微組織顯示出來。
[0036]實(shí)施例5:GH625/16Mn鋼層狀金屬復(fù)合材料
[0037]樣品制備:將樣品表面采用線切割、車削、銑削等方法加工平整，然后機(jī)械磨