CN110670115B - 一种适用于沉积态gh3536合金的腐蚀剂及其腐蚀方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种适用于沉积态GH3536合金的腐蚀剂及其腐蚀方法。该腐蚀剂按比例包括以下组分进行制备：水50‑150ml：分析纯盐酸100‑200ml：氧化铬10‑30g，分析纯盐酸的质量浓度为36％‑38％。本申请的腐蚀剂和腐蚀方法能够高效腐蚀沉积态GH3536合金。
Description
技术领域
本申请总地涉及金相腐蚀领域，具体涉及一种适用于沉积态GH3536合金的腐蚀剂及其腐蚀方法。
背景技术
GH3536是Ni-Cr-Fe基固溶强化型变形高温合金，主要的固溶强化元素为Mo、W和Cr。该合金在900℃以下具有较好的高温力学性能、良好的抗氧化和耐腐蚀性能、良好的冷热加工和焊接性能。该合金在国外航空发动机和民用工业中获得了极为广泛的应用，而在我国主要用于制造航空发动机燃烧室、蜂窝结构、扩散器等高温部件。在选区激光熔化技术(SLM)领域，GH3536合金由于其优良的成形性能，已在SLM技术中有一定应用，并表现出了可制造复杂结构件、制造过程快速等优势。
传统工艺铸造和锻造的GH3536合金金相组织研究较为深入，与其配套的腐蚀剂也较成熟，可以有效观察合金晶粒、晶界等微观组织。
但传统的腐蚀剂应用在SLM技术方面，虽然可以将SLM制造GH3536合金热处理后的组织腐蚀出来，但出现腐蚀难度大、腐蚀时间长的问题，影响腐蚀效率。
发明内容
本申请的目的在于提供一种适用于沉积态GH3536合金的腐蚀剂及其腐蚀方法。
本申请提供了一种适用于沉积态GH3536合金的腐蚀剂，按比例包括以下组分进行制备：水50-150ml：分析纯盐酸100-200ml：氧化铬10-30g。所述分析纯盐酸的质量浓度为36％-38％。
可选地，根据上述的腐蚀剂，按比例包括以下组分进行制备：
水50ml：分析纯盐酸180ml：氧化铬15g。
可选地，根据上述的腐蚀剂，所述沉积态GH3536合金为SLM制备的沉积态GH3536合金。
本申请还公开了一种适用于沉积态GH3536合金的腐蚀方法，采用上述的腐蚀剂对GH3536合金进行电解腐蚀。
可选地，根据上述的腐蚀方法，所述电解腐蚀的电压为20-30V直流。
可选地，根据上述的腐蚀方法，所述腐蚀时间为3-10秒。
可选地，根据上述的腐蚀方法，所述电解腐蚀的阴极为导电耐腐蚀金属，阳极为所述GH3536合金。
可选地，根据上述的腐蚀方法，在所述电解腐蚀前，对所述GH3536合金进行研磨和抛光。
可选地，根据上述的腐蚀方法，在所述电解腐蚀后，对所述GH3536合金进行清洗。
可选地，根据上述的腐蚀方法，所述电解腐蚀在通风橱中进行。
本申请提供的腐蚀剂和腐蚀方法能够高效腐蚀沉积态GH3536合金。
附图说明
图1为实施例沉积态GH3536腐蚀后金相组织(100倍)，其中，a为横向，b为纵向；以及
图2为对比例沉积态GH3536腐蚀后金相组织(100倍)，其中，a为横向，b为纵向；。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本申请的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本申请的限制。
实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
本申请提及的方法中各步骤的执行顺序，除特别说明外，并不限于本文的文字所体现出来的顺序，也就是说，各个步骤的执行顺序是可以改变的，而且两个步骤之间根据需要可以插入其他步骤。
发明人在实际应用中发现，如果用传统腐蚀方法腐蚀SLM技术打印的沉积态GH3536合金组织出现难以腐蚀的现象，影响科研及生产过程中对合金的组织分析与提高。沉积态高温合金难以用传统腐蚀剂腐蚀的原因很可能是SLM工艺制造合金晶粒很细小，晶粒析出更加均匀，提高了合金的耐腐蚀性能，因此，配制一种新的且能高效腐蚀沉积态GH3536合金的腐蚀剂具有重要的现实意义。
根据本申请的一个方面，本申请提出了一种适用于沉积态GH3536合金的腐蚀剂，按比例包括组分进行制备：水50-150ml：分析纯盐酸100-200ml：氧化铬10-30g。分析纯盐酸的质量浓度为36-38％。水可为蒸馏水。
其中，水50-150ml，例如水的比例为50ml、60ml、70ml、80ml、90ml、100ml、110ml、120ml、130ml、140ml、150ml。
分析纯盐酸100-200ml，例如分析纯盐酸的比例为100ml、110ml、120ml、130ml、140ml、150ml、160ml、170ml、180ml、190ml、200ml。
氧化铬10-30g，例如氧化铬的比例为10g、15g、20g、25g、30g。
根据本申请的一个实施例，该腐蚀剂按比例包括组分进行制备：水50ml：分析纯盐酸180ml：氧化铬15g。经该腐蚀方法腐蚀后可以快速、高效的腐蚀高温合金且腐蚀效果很好。
上述腐蚀剂在通风橱中进行配置。配置步骤具体可包括：用天平准确称量氧化铬，将固态氧化铬倒入塑料试剂储存瓶中，然后用量筒准确称量定量蒸馏水也倒入塑料试剂储存瓶中，再在通风橱内用量筒准确称量定量盐酸，并缓慢倒入塑料试剂储存瓶中，最后摇匀塑料试剂储存瓶中的混合溶液，保证氧化铬尽量溶解(实际过程中氧化铬多少会有残余固体)，放置一段时间等塑料试剂储存瓶冷下来后封存留用。
根据本申请的一个方面，本申请提出了一种适用于沉积态GH3536合金的腐蚀方法，采用上述腐蚀剂对GH3536合金进行电解腐蚀。在电解腐蚀中，沉积态GH3536合金发生电化学还原氧化过程。采用上述腐蚀剂对沉积态GH3536合金进行电解腐蚀，能够高效腐蚀沉积态GH3536合金，同时也为同类合金作为参考。
过高电压容易腐蚀过、过低电压难以腐蚀，具体地，电解腐蚀的电压为20-30V直流。腐蚀时间为3-10秒。电解腐蚀的阴极为导电耐腐蚀金属，阳极为GH3536合金。例如，阴极可以为不锈钢。
具体地，该电解腐蚀在通风橱中进行，防止腐蚀剂挥发对工作环境及人体的伤害。
根据本申请的一些实施例，在电解腐蚀前，对GH3536合金进行研磨和抛光，以使其金相组织适于宏观或微观观察(抛光看金相是金属学基本原理)。
根据本申请的一些实施例，在电解腐蚀后，对GH3536合金进行清洗。例如采用蒸馏水或去离子水等对腐蚀后的GH3536合金进行清洗吹干。
实施例1
试样为SLM制备的沉积态GH3536合金。腐蚀前采用常规方法进行研磨抛光。
腐蚀剂配方为蒸馏水50ml：分析纯盐酸180ml：氧化铬15g。
腐蚀剂配置步骤包括：用天平准确称量氧化铬，将固态氧化铬倒入塑料试剂储存瓶中，然后用量筒准确称量定量蒸馏水也倒入塑料试剂储存瓶中，再在通风橱内用量筒准确称量定量盐酸，并缓慢倒入塑料试剂储存瓶中，最后摇匀塑料试剂储存瓶中的混合溶液，保证氧化铬尽量溶解(实际过程中氧化铬多少会有残余固体)，放置一段时间等塑料试剂储存瓶冷下来后封存留用。
电解腐蚀步骤包括：电解腐蚀操作仍在通风橱中进行，将配好的腐蚀剂倒出到电解配套容器中，设定电压25V直流，腐蚀时间3～5秒，将不锈钢片作为阴极，试样作阳极，将腐蚀后的试样在清水下清洗后吹干留用。
试样横向和纵向腐蚀后的扫描照片如图1所示。如图可知，通过本申请腐蚀方法腐蚀沉积态GH3536能够清晰地显现其组织状态。SLM制造的沉积态GH3536合金横向组织为棒状熔池搭接，并随着每一层改变方向，纵向组织为鱼鳞状熔池。
实施例2
试样为SLM制备的沉积态GH3536合金。腐蚀前采用常规方法进行研磨抛光。
腐蚀剂配方为蒸馏水60ml：分析纯盐酸150ml：氧化铬15g。
腐蚀剂配置步骤包括：用天平准确称量氧化铬，将固态氧化铬倒入塑料试剂储存瓶中，然后用量筒准确称量定量蒸馏水也倒入塑料试剂储存瓶中，再在通风橱内用量筒准确称量定量盐酸，并缓慢倒入塑料试剂储存瓶中，最后摇匀塑料试剂储存瓶中的混合溶液，保证氧化铬尽量溶解(实际过程中氧化铬多少会有残余固体)，放置一段时间等塑料试剂储存瓶冷下来后封存留用。
电解腐蚀步骤包括：电解腐蚀操作仍在通风橱中进行，将配好的腐蚀剂倒出到电解配套容器中，设定电压25V直流，腐蚀时间3～5秒，将不锈钢片作为阴极，试样作阳极，将腐蚀后的试样在清水下清洗后吹干留用。
试样横向和纵向腐蚀后的扫描照片如图1类似，所以，通过本申请腐蚀方法腐蚀沉积态GH3536能够清晰地显现其组织状态。
实施例3
试样为SLM制备的沉积态GH3536合金。腐蚀前采用常规方法进行研磨抛光。
腐蚀剂配方为蒸馏水70ml：分析纯盐酸180ml：氧化铬20g。
腐蚀剂配置步骤包括：用天平准确称量氧化铬，将固态氧化铬倒入塑料试剂储存瓶中，然后用量筒准确称量定量蒸馏水也倒入塑料试剂储存瓶中，再在通风橱内用量筒准确称量定量盐酸，并缓慢倒入塑料试剂储存瓶中，最后摇匀塑料试剂储存瓶中的混合溶液，保证氧化铬尽量溶解(实际过程中氧化铬多少会有残余固体)，放置一段时间等塑料试剂储存瓶冷下来后封存留用。
电解腐蚀步骤包括：电解腐蚀操作仍在通风橱中进行，将配好的腐蚀剂倒出到电解配套容器中，设定电压25V直流，腐蚀时间3～5秒，将不锈钢片作为阴极，试样作阳极，将腐蚀后的试样在清水下清洗后吹干留用。
试样横向和纵向腐蚀后的扫描照片如图1类似，所以，通过本申请腐蚀方法腐蚀沉积态GH3536能够清晰地显现其组织状态。
实施例4
试样为SLM制备的沉积态GH3536合金。腐蚀前采用常规方法进行研磨抛光。
腐蚀剂配方为蒸馏水60ml：分析纯盐酸200ml：氧化铬30g。
腐蚀剂配置步骤包括：用天平准确称量氧化铬，将固态氧化铬倒入塑料试剂储存瓶中，然后用量筒准确称量定量蒸馏水也倒入塑料试剂储存瓶中，再在通风橱内用量筒准确称量定量盐酸，并缓慢倒入塑料试剂储存瓶中，最后摇匀塑料试剂储存瓶中的混合溶液，保证氧化铬尽量溶解(实际过程中氧化铬多少会有残余固体)，放置一段时间等塑料试剂储存瓶冷下来后封存留用。
电解腐蚀步骤包括：电解腐蚀操作仍在通风橱中进行，将配好的腐蚀剂倒出到电解配套容器中，设定电压25V直流，腐蚀时间3～5秒，将不锈钢片作为阴极，试样作阳极，将腐蚀后的试样在清水下清洗后吹干留用。
试样横向和纵向腐蚀后的扫描照片如图1类似，所以，通过本申请腐蚀方法腐蚀沉积态GH3536能够清晰地显现其组织状态。
实施例5
试样为SLM制备的沉积态GH3536合金。腐蚀前采用常规方法进行研磨抛光。
腐蚀剂配方为蒸馏水70ml：分析纯盐酸120ml：氧化铬25g。
腐蚀剂配置步骤包括：用天平准确称量氧化铬，将固态氧化铬倒入塑料试剂储存瓶中，然后用量筒准确称量定量蒸馏水也倒入塑料试剂储存瓶中，再在通风橱内用量筒准确称量定量盐酸，并缓慢倒入塑料试剂储存瓶中，最后摇匀塑料试剂储存瓶中的混合溶液，保证氧化铬尽量溶解(实际过程中氧化铬多少会有残余固体)，放置一段时间等塑料试剂储存瓶冷下来后封存留用。
电解腐蚀步骤包括：电解腐蚀操作仍在通风橱中进行，将配好的腐蚀剂倒出到电解配套容器中，设定电压25V直流，腐蚀时间3～5秒，将不锈钢片作为阴极，试样作阳极，将腐蚀后的试样在清水下清洗后吹干留用。
试样横向和纵向腐蚀后的扫描照片如图1类似，所以，通过本申请腐蚀方法腐蚀沉积态GH3536能够清晰地显现其组织状态。
实施例6
试样为SLM制备的沉积态GH3536合金。腐蚀前采用常规方法进行研磨抛光。
腐蚀剂配方为蒸馏水100ml：分析纯盐酸200ml：氧化铬30g。
腐蚀剂配置步骤包括：用天平准确称量氧化铬，将固态氧化铬倒入塑料试剂储存瓶中，然后用量筒准确称量定量蒸馏水也倒入塑料试剂储存瓶中，再在通风橱内用量筒准确称量定量盐酸，并缓慢倒入塑料试剂储存瓶中，最后摇匀塑料试剂储存瓶中的混合溶液，保证氧化铬尽量溶解(实际过程中氧化铬多少会有残余固体)，放置一段时间等塑料试剂储存瓶冷下来后封存留用。
电解腐蚀步骤包括：电解腐蚀操作仍在通风橱中进行，将配好的腐蚀剂倒出到电解配套容器中，设定电压25V直流，腐蚀时间3～5秒，将不锈钢片作为阴极，试样作阳极，将腐蚀后的试样在清水下清洗后吹干留用。
试样横向和纵向腐蚀后的扫描照片如图1类似，所以，通过本申请腐蚀方法腐蚀沉积态GH3536能够清晰地显现其组织状态。
对比例1
试样为与实施例相同的沉积态GH3536合金。
Ni基高温合金常用化学腐蚀剂配方为水50ml：分析纯盐酸15ml：FeCl36克。
采用该腐蚀剂对试样进行化学浸泡腐蚀。腐蚀时间为3分钟。
试样横向和纵向腐蚀后的扫描照片如图2所示。如图可知，采用常规腐蚀方法难以显现沉积态GH3536合金组织状态，该合金表现出难以腐蚀性。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种适用于沉积态GH3536合金的腐蚀方法，其特征在于，采用腐蚀剂对GH3536合金进行电解腐蚀；
其中，所述腐蚀剂按比例包括以下组分进行制备：
水50-150ml、分析纯盐酸100-200ml、氧化铬10-30g；
所述分析纯盐酸的质量浓度为36％-38％。
2.根据权利要求1所述的腐蚀方法，其特征在于，所述腐蚀剂按比例包括以下组分进行制备：
水50ml：分析纯盐酸180ml：氧化铬15g。
3.根据权利要求1所述的腐蚀方法，其特征在于，所述沉积态GH3536合金为SLM制备的沉积态GH3536合金。
4.根据权利要求1所述的腐蚀方法，其特征在于，所述电解腐蚀的电压为20-30V直流。
5.根据权利要求1所述的腐蚀方法，其特征在于，所述电解腐蚀的腐蚀时间为3-10秒。
6.根据权利要求1所述的腐蚀方法，其特征在于，所述电解腐蚀的阴极为导电耐腐蚀金属，阳极为所述GH3536合金。
7.根据权利要求1-6任一所述的腐蚀方法，其特征在于，在所述电解腐蚀前，对所述GH3536合金进行研磨和抛光。
8.根据权利要求1-6任一所述的腐蚀方法，其特征在于，在所述电解腐蚀后，对所述GH3536合金进行清洗。
9.根据权利要求1-6任一所述的腐蚀方法，其特征在于，所述电解腐蚀在通风橱中进行。
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