CN116773311A - 航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法，包括以下步骤：S1、将变形高温合金材料制备成标准试样，并选择试样检测面；S2、用酒精棉擦干并用冷风吹干，吸取第一级腐蚀溶液滴至试样检测面上；S3、第一级腐蚀结束后保留第一级腐蚀溶液在试样检测面，再吸取第二级腐蚀溶液滴至试样检测面上；S4、第二级腐蚀结束后用酒精棉擦干试样检测面，再吸取第三级腐蚀溶液滴至试样检测面上，反应后用水冲洗，再用酒精棉擦拭表面，冷风吹干后完成变形高温合金材料的多级腐蚀处理。本发明能够有效解决现有技术所存在的变形高温合金材料显微组织难腐蚀的问题，快速腐蚀出变形高温合金材料的晶界。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机测试技术领域，具体是涉及一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法。
背景技术
变形高温合金材料主要应用于制造航空发动机导向叶片、涡轮外环、外壁、涡流器和封严环等高温零部件，如GH5605合金。
GH5605合金是Co-Cr-Ni基固溶强化型变形高温合金，使用温度在1000℃，合金加入了Ni-Cr和W进行固溶强化，故具有较高的强度和抗氧化性能。同时具有良好的弹性模量、耐磨性和焊接性能。加入稀土元素，更是提高了热加工塑性和冷成型工艺性能。
然而GH5605合金显微组织难以腐蚀，严重阻碍了航空发动机零部件测试研究，因此，现需要一种GH5605高温合金的金相腐蚀方法，能够快速腐蚀出GH5605高温合金的晶界。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法。
本发明的技术方案是：一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法，包括以下步骤：
S1、制样
将变形高温合金材料制备成20mm*15mm*15mm尺寸规格的标准试样，选择20mm*15mm为试样检测面；
S2、第一级腐蚀
腐蚀前将试样检测面用酒精棉擦干并用冷风吹干，吸取第一级腐蚀溶液2ml，滴0.2～0.3ml至试样检测面上，浸蚀试样检测面的表面3-5min；
S3、第二级腐蚀
第一级腐蚀结束后保留第一级腐蚀溶液在试样检测面上，再吸取第二级腐蚀溶液2ml，滴0.1～0.2ml至试样检测面上，浸蚀试样检测面的表面15-20s；
S4、第三级腐蚀
第二级腐蚀结束后用酒精棉擦干试样检测面，再吸取第三级腐蚀溶液2ml，滴0.05～0.1ml至试样检测面上，反应5-10s后用水冲洗30s，再用酒精棉擦拭表面，冷风吹干后完成变形高温合金材料的多级腐蚀处理，用显微镜进行金相观察。
进一步地，所述第一级腐蚀溶液的配比为：1.5g的CuSO4、40mL的浓盐酸、20mL的无水乙醇。
说明：通过上述配比制备的第一级腐蚀溶液能够满足对变形高温合金材料的试样检测面进行第一级腐蚀的需求，并且使用上述配比制备的第一级腐蚀溶液对于变形高温合金材料的试样检测面具有良好的浸蚀效果。
进一步地，所述第二级腐蚀溶液的配比为：90mL的浓盐酸、10mL的H2O2。
说明：通过上述配比制备的第二级腐蚀溶液能够满足对变形高温合金材料的试样检测面进行第二级腐蚀的需求，并且使用上述配比制备的第二级腐蚀溶液，可显著提高对于变形高温合金材料的试样检测面的第二级浸蚀效果。
进一步地，所述第三级腐蚀溶液的配比为：150g的CuSO4、500mL的浓盐酸、35mL的浓硫酸。
说明：通过上述配比制备的第三级腐蚀溶液能够满足对变形高温合金材料的试样检测面进行第三级腐蚀的需求，并且使用上述配比制备的第三级腐蚀溶液能快速腐蚀出变形高温合金材料的晶界。
进一步地，在所述第二级腐蚀中，在滴加第二级腐蚀溶液之前，先对标准试样调节至15～20℃并保温，随后滴0.1ml第二级腐蚀溶液至试样检测面上，在浸蚀试样检测面2-3s后，以3℃/min的降温速度降温至3～5℃，静置13-17s后完成第二级腐蚀处理。
说明：在第二级腐蚀中我们发现，通过调整第二级腐蚀溶液与试样检测面的接触温差，以及控制变形高温合金材料的试样检测面温度，能够进一步提高对于变形高温合金材料的试样检测面的第二级浸蚀效果，从而使后续能够更快速腐蚀出变形高温合金材料的晶界。
更进一步地，所述滴加的第二级腐蚀溶液的温度为0～10℃。
说明：通过使用0～10℃的第二级腐蚀溶液与调整与试样检测面的接触温差，能够在接触温差的作用下提高对变形高温合金材料的浸蚀效果，提高变形高温合金材料的腐蚀效率。
作为更进一步地的改进方案，将所述第二级腐蚀溶液等分为两份，将其中一份在标准试样调节至15～20℃后进行第一次滴加，将另一份在标准试样降温至3～5℃后进行第二次滴加；
其中，所述第二级腐蚀溶液第一次滴加时的温度为0～3℃，所述第二级腐蚀溶液第二次滴加时的温度为6～10℃。
说明：在通过调整第二级腐蚀溶液与试样检测面的接触温差的基础上，对水浴控温后变形高温合金材料以及梯度降温后变形高温合金材料的温度进行了调整优化，将第二级腐蚀溶液进行等分并分别加入至这两个温度下的变形高温合金材料，从而对接触温差以及控制变形高温合金材料的试样检测面温度进行了进一步调整，通过在这一调整优化下，进一步提高了第二级腐蚀处理对变形高温合金材料的腐蚀处理效果。
更进一步地，所述第二级腐蚀采用多级腐蚀载台进行处理。
说明：通过使用多级腐蚀载台进行变形高温合金材料的多级腐蚀处理能够有效提高多级腐蚀的处理效率，可简化第二级腐蚀的处理过程，并有效满足对于第二级腐蚀溶液的添加、控制变形高温合金材料的试样检测面温度的条件要求。
更进一步地，所述多级腐蚀载台包括架体以及设置在架体上的第一级液仓、第二级液仓、第三级液仓以及夹持座；
所述架体包括由上到下依次设置的顶板以及底板，所述底板由环形载板以及设置在所述环形载板内且与环形载板同圆心的圆形载板，所述圆形载板与环形载板之间构成用于与所述夹持座滑动连接的环形轨道，圆形载板与环形载板之间通过多个连接件固定连接，顶板与环形载板通过环形支撑板可拆卸连接，
所述圆形载板的圆心处设有转动电机，所述转动电机上设有一端与其输出轴固定连接的连接杆，所述连接杆另一端与夹持座侧壁上设有的滑槽滑动卡接，且所述滑槽两侧内壁上各设有一个用于与连接杆连接的弹簧，
与所述环形轨道位置对应的所述顶板上还设有3个酒精棉固定杆以及1个水仓，第一个酒精棉固定杆、第一级液仓、第二级液仓、第二个酒精棉固定杆、第三级液仓、水仓以及第三个酒精棉固定杆沿顺时针方向依次排列，
位于所述第二级液仓正下方的环形轨道上设有水浴仓，所述水浴仓与架设在环形载板、圆形载板上的固定框上下滑动连接，且水浴仓外底面与固定框内设有的膨胀气囊连接，与第二级液仓位置对应的所述圆形载板上设有挤压气囊，所述挤压气囊通过导气管与膨胀气囊连通，
所述夹持座上设有用于水浴仓穿过的通孔，且位于通孔四周的夹持座上设有多个固定块，每个所述固定块上均设有一个用于夹持标准试样的弹簧杆，所述水浴仓上端设有用于与弹簧杆一一对接的卡槽，
所述环形载板上还设有用于对标准试样冷风吹干的第一风机、第二风机，所述夹持座上还设有红外发射器，顶板上位于所述第一级液仓、第二级液仓、第三级液仓、水仓旁边的顶板上均设有用于与所述红外发射器对接的红外接收器，所述水浴仓内设有控温片，所述环形轨道上设有用于限位水浴仓上移的滑动挡块。
说明：通过设置多级腐蚀载台能够快速依次完成变形高温合金材料多级腐蚀的以下流程：酒精棉擦干及冷风吹干→第一级腐蚀处理→第二级腐蚀处理→酒精棉擦干→第三级腐蚀处理→水冲洗→酒精棉擦干及冷风吹干，通过多级腐蚀载台能够有效利用转动电机的转动使试样检测面依次切换至各个区间进行对应流程的多级腐蚀处理；
并且在结合第二级腐蚀的处理需求下，通过所设置的夹持座、滑动挡块、膨胀气囊、挤压气囊以及水浴仓等构件，能够使多级腐蚀载台无需设置电控元器件的情况下，在进入第二级腐蚀处理时使水浴仓能够自动上升浸没变形高温合金材料的中下部，并且在转动电机的继续转动下可使水浴仓自动下落，从而仅通过转动电机的设置即可完成以上变形高温合金材料多级腐蚀的各个流程。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的变形高温合金材料多级腐蚀方法能够有效解决现有技术中所存在的变形高温合金材料显微组织难腐蚀的问题，通过使用第一级腐蚀溶液、第二级腐蚀溶液以及第三级腐蚀溶液先后对变形高温合金材料进行腐蚀处理，能快速腐蚀出变形高温合金材料的晶界。
(2)本发明的变形高温合金材料多级腐蚀方法通过在三级腐蚀处理的基础上，通过调整第二级腐蚀溶液与试样检测面的接触温差，以及控制变形高温合金材料的试样检测面温度，能够进一步提高对于变形高温合金材料的试样检测面的浸蚀效果，从而使后续能够更快速腐蚀出变形高温合金材料的晶界。
附图说明
图1是本发明的多级腐蚀方法流程图；
图2是本发明第一级腐蚀后的试样检测面的100倍金相照片；
图3是本发明第二级腐蚀后的试样检测面的100倍金相照片；
图4是本发明第三级腐蚀后的试样检测面的100倍金相照片；
图5是本发明多级腐蚀载台的外观示意图；
图6是本发明多级腐蚀载台的顶板内顶面示意图；
图7是本发明多级腐蚀载台的内部结构示意图；
图8是本发明多级腐蚀载台的转动电机与夹持座装配关系示意图；
图9是本发明多级腐蚀载台的水浴仓结构示意图；
图10是本发明多级腐蚀载台的夹持座与水浴仓对接关系示意图；
其中，1-顶板、2-环形载板、3-圆形载板、31-转动电机、32-连接杆、4-环形支撑板、5-夹持座、51-通孔、52-滑槽、53-固定块、54-弹簧杆、55-弹簧、56-红外发射器、57-红外接收器、6-第一级液仓、7-第二级液仓、8-第三级液仓、9-酒精棉固定杆、91-水仓、92-第一风机、93-第二风机、10-水浴仓、101-固定框、102-膨胀气囊、103-导气管、104-挤压气囊、105-滑动挡块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明，以更好地体现本发明的优势。
实施例1：如图1所示，一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法，包括以下步骤：
S1、制样
将变形高温合金材料制备成20mm*15mm*15mm(长、宽、高)尺寸规格的标准试样，选择20mm*15mm为试样检测面；
S2、第一级腐蚀
腐蚀前将试样检测面用酒精棉擦干并用冷风吹干，使用滴管吸取第一级腐蚀溶液2ml，滴0.2ml至试样检测面上，浸蚀试样检测面的表面3min；其中，第一级腐蚀溶液配比详见表1：
表1第一级腐蚀溶液的配比表
| 溶液名称 | CuSO4 | 浓盐酸 | 无水乙醇 |
| 配比 | 1.5g | 40mL | 20mL |
S3、第二级腐蚀
第一级腐蚀结束后保留第一级腐蚀溶液在试样检测面上，使用滴管再吸取第二级腐蚀溶液2ml，滴0.1ml至试样检测面上，浸蚀试样检测面的表面15s；其中，第二级腐蚀溶液配比详见表2：
表2第二级腐蚀溶液的配比表
| 溶液名称 | 浓盐酸 | H2O2 |
| 配比 | 90mL | 10mL |
S4、第三级腐蚀
第二级腐蚀结束后用酒精棉擦干试样检测面，使用滴管再吸取第三级腐蚀溶液2ml，滴0.05ml至试样检测面上，其中，第三级腐蚀溶液配比详见表3：
表3第三级腐蚀溶液的配比表
| 溶液名称 | CuSO4 | 浓盐酸 | 浓硫酸 |
| 配比 | 150g | 500mL | 35mL |
反应5s后用水冲洗30s，再用酒精棉擦拭表面，冷风吹干后完成变形高温合金材料的多级腐蚀处理，用显微镜进行金相观察；
上述浓盐酸的质量浓度为36％，浓硫酸的质量浓度为98％。
为验证上述多级腐蚀方法对GH5605变形高温合金材料的腐蚀处理效果，现进行如下实验，
将GH5605合金制备成20mm*15mm*15mm尺寸规格的标准试样，选择20mm*15mm为试样检测面，并使用实施例1的多级腐蚀方法对GH5605合金进行腐蚀处理，使用显微镜对各个标准试样的试样检测面进行金相观察，观察结果如下如图2-4所示：
实施例1的腐蚀及金相观察结果为：晶界显示清晰，基体上存在极少量弥散分布的未腐蚀部分，但这些未腐蚀部分并未大面积呈现，并粗略估算未腐蚀部分区域的占比约为5％；
通过上述结果可以看出，实施例1的多级腐蚀方法可对GH5605合金进行有效腐蚀处理。
实施例2：本实施例与实施例1不同之处在于，在第一级腐蚀中，滴0.25ml至试样检测面上，浸蚀试样检测面的表面4min；在第二级腐蚀中，滴0.15ml至试样检测面上，浸蚀试样检测面的表面17s；在第三级腐蚀中，滴0.1ml至试样检测面上，反应8s。
实施例3：本实施例与实施例1不同之处在于，在第一级腐蚀中，滴0.3ml至试样检测面上，浸蚀试样检测面的表面5min；在第二级腐蚀中，滴0.2ml至试样检测面上，浸蚀试样检测面的表面20s；在第三级腐蚀中，滴0.1ml至试样检测面上，反应10s。
为进一步验证上述多级腐蚀方法对GH5605变形高温合金材料的腐蚀处理效果，现进行如下实验，
将GH5605合金制备成四份20mm*15mm*15mm尺寸规格的标准试样，选择20mm*15mm为试样检测面，并使用实施例2、实施例3的多级腐蚀方法以及对照例1的腐蚀方法分别对GH5605合金进行腐蚀处理，其中，对照例1的腐蚀方法是以浓盐酸、浓硫酸与H2O2按10ml：1ml：1ml的比例配制的腐蚀液，并滴加0.2ml腐蚀液对试样检测面腐蚀15s，使用显微镜对各个标准试样的试样检测面进行金相观察，以下实验均只简述所观察分析的结果，如下：
实施例2的腐蚀及金相观察结果为：晶界显示清晰，基体上存在极少量弥散分布的未腐蚀部分，但这些未腐蚀部分并未大面积呈现，并粗略估算未腐蚀部分区域的占比约为5％；
实施例3的腐蚀及金相观察结果为：晶界显示较清晰，局部区域有一定程度的过重腐蚀，致使晶粒反而显示不清晰，但并未大面积呈现，并粗略估算不清晰区域的占比约为11％；
对照例1的腐蚀及金相观察结果为：晶界显示不清晰，其中，大部分区域腐蚀过重，致使部分区域晶界显示不清晰，并粗略估算不清晰区域的占比约为67％，并且其余区域存在较多大面积分布的未腐蚀部分，致使晶粒显示不清晰，难以判断宏观组织；
通过上述的腐蚀及金相观察结果对比可以看出，实施例1与实施例2的多级腐蚀方法对于GH5605合金腐蚀处理的效果最优，对照例1的腐蚀方法无法对GH5605合金进行金相腐蚀；
并且实施例2、实施例3相较于实施例1而言，其腐蚀溶液的添加量逐渐增大且反应时间逐渐增加，在实施例3的腐蚀处理方法下，出现了少量区域腐蚀过重的问题，从而致使晶粒反而显示不清晰，而实施例2相较于实施例1而言使用了更长的处理时间以及腐蚀溶液剂量，但两者的腐蚀处理效果基本相同，因此，综合来看实施例1相对最优。
实施例4：本实施例与实施例1不同之处在于，在所述第二级腐蚀中，在滴加第二级腐蚀溶液之前，先对标准试样调节至18℃并保温，随后滴0.1ml第二级腐蚀溶液至试样检测面上，所滴加的第二级腐蚀溶液的温度为5℃，在浸蚀试样检测面3s后，以3℃/min的降温速度降温至4℃，静置12s后完成第二级腐蚀处理。
实施例5：本实施例与实施例4不同之处在于，对标准试样调节至15℃，且所滴加的第二级腐蚀溶液的温度为10℃。
实施例6：本实施例与实施例4不同之处在于，对标准试样调节至20℃，且所滴加的第二级腐蚀溶液的温度为0℃。
实施例7：本实施例与实施例4不同之处在于，在浸蚀试样检测面2min后，以3℃/min的降温速度降温至3℃，静置12s后完成第二级腐蚀处理。
实施例8：本实施例与实施例4不同之处在于，在浸蚀试样检测面3min后，以3℃/min的降温速度降温至5℃，静置17s后完成第二级腐蚀处理。
为进一步验证上述多级腐蚀方法对GH5605变形高温合金材料的腐蚀处理效果，现进行如下实验，
将GH5605合金制备成五份20mm*15mm*15mm尺寸规格的标准试样，选择20mm*15mm为试样检测面，并使用实施例4、实施例5、实施例6、实施例7、实施例8的多级腐蚀方法分别对GH5605合金进行腐蚀处理，使用显微镜对各个标准试样的试样检测面进行金相观察，以下实验均只简述所观察分析的结果，如下：
实施例4的腐蚀及金相观察结果为：晶界显示清晰，基体上几乎不存在弥散分布的未腐蚀部分，并粗略估算未腐蚀部分区域的占比约为3％；
实施例5的腐蚀及金相观察结果为：晶界显示清晰，基体上几乎不存在弥散分布的未腐蚀部分，但相较于实施例4而言其未腐蚀部分略多，并粗略估算不清晰区域的占比约为4％；
实施例6的腐蚀及金相观察结果为：晶界显示清晰，基体上几乎不存在弥散分布的未腐蚀部分，并粗略估算未腐蚀部分区域的占比约为3％；
实施例7的腐蚀及金相观察结果为：晶界显示较清晰，局部区域有一定程度的腐蚀过重，致使部分区域晶粒反而显示不清晰，但并未大面积呈现，并粗略估算不清晰区域的占比约为7％；
实施例8的腐蚀及金相观察结果为：晶界显示较清晰，局部区域有一定程度的腐蚀过重，致使部分区域晶粒反而显示不清晰，但并未大面积呈现，并粗略估算不清晰区域的占比约为10％；
通过上述对比可以看出，实施例4与实施例6的多级腐蚀方法对于GH5605合金腐蚀处理的效果最优，实施例7、实施例8均存在部分腐蚀过重的情况，这可能是由于静置时间过长造成的；
通过实施例4、5、6的腐蚀及金相观察结果对比可以看出，不同的温差差值对第二级腐蚀处理的效果不同，并且实施例6相较于实施例4，实施例6具有更大幅度的温差，但这两者的腐蚀处理效果并未出现明显差别，这可能是由于在实施例4的温差处理下已达到第二级腐蚀处理效果的阈值，再提高温差幅度对第二级腐蚀处理的效果影响则会越来越小，因此，综合来看实施例1相对最优。
实施例9：本实施例与实施例4不同之处在于，将所述第二级腐蚀溶液等分为两份，将其中一份在标准试样调节至18℃后进行第一次滴加，将另一份在标准试样降温至4℃后进行第二次滴加；其中，所述第二级腐蚀溶液第一次滴加时的温度为2℃，所述第二级腐蚀溶液第二次滴加时的温度为8℃。
实施例10：本实施例与实施例9不同之处在于，所述第二级腐蚀溶液一次滴加的温度为0℃，所述第二级腐蚀溶液二次滴加的温度为10℃。
实施例11：本实施例与实施例9不同之处在于，所述第二级腐蚀溶液一次滴加的温度为3℃，所述第二级腐蚀溶液二次滴加的温度为6℃。
为进一步验证上述多级腐蚀方法对GH5605变形高温合金材料的腐蚀处理效果，现进行如下实验，
将GH5605合金制备成三份20mm*15mm*15mm尺寸规格的标准试样，选择20mm*15mm为试样检测面，并使用实施例9、实施例10、实施例11的多级腐蚀方法分别对GH5605合金进行腐蚀处理，使用显微镜对各个标准试样的试样检测面进行金相观察，以下实验均只简述所观察分析的结果，如下：
实施例9的腐蚀及金相观察结果为：晶界显示清晰，基体上基本没有未腐蚀部分，未腐蚀部分区域的占比粗略估算为0％；
实施例10的腐蚀及金相观察结果为：晶界显示清晰，基体上基本没有未腐蚀部分，未腐蚀部分区域的占比粗略估算为0％；
实施例11的腐蚀及金相观察结果为：晶界显示清晰，基体上基本没有未腐蚀部分，但相较于实施例9而言其未腐蚀部分略多，并粗略估算未腐蚀部分区域的占比约为1％；
通过上述的腐蚀及金相观察结果对比可以看出，实施例9与实施例10的多级腐蚀方法对于GH5605合金腐蚀处理的效果最优；
通过实施例9、10、11的对比可以看出，第二级腐蚀溶液第一次滴加时的温度与第二次滴加时的温度的不同温差差值对第二级腐蚀处理的效果不同，并且实施例10相较于实施例9，实施例10具有更大幅度的温差，但这两者的腐蚀处理效果并未出现明显差别，同样的，这可能是由于在实施例9的温差处理下已达到第二级腐蚀处理效果的阈值，在提高温差幅度对第二级腐蚀处理的效果影响则会越来越小，因此，综合来看实施例1相对最优。
实施例12：本实施例与实施例9不同之处在于，如图5-9所示，所述第二级腐蚀采用多级腐蚀载台进行处理，所述多级腐蚀载台包括架体以及设置在架体上的第一级液仓6、第二级液仓7、第三级液仓8以及夹持座5；
所述架体包括由上到下依次设置的顶板1以及底板，所述底板由环形载板2以及设置在所述环形载板2内且与环形载板2同圆心的圆形载板3，所述圆形载板3与环形载板2之间构成用于与所述夹持座5滑动连接的环形轨道，圆形载板3与环形载板2之间通过六个连接件固定连接，顶板1与环形载板2通过环形支撑板4卡接，
所述圆形载板3的圆心处设有转动电机31，所述转动电机31上设有一端与其输出轴固定连接的连接杆32，所述连接杆32另一端与夹持座5侧壁上设有的滑槽52滑动卡接，且所述滑槽52两侧内壁上各设有一个用于与连接杆32连接的弹簧55，
与所述环形轨道位置对应的所述顶板1上还设有3个酒精棉固定杆9以及1个水仓91，第一个酒精棉固定杆9、第一级液仓6、第二级液仓7、第二个酒精棉固定杆9、第三级液仓8、水仓91以及第三个酒精棉固定杆9沿顺时针方向依次排列，
位于所述第二级液仓7正下方的环形轨道上设有水浴仓10，所述水浴仓10与架设在环形载板2、圆形载板3上的固定框101上下滑动连接，且水浴仓10外底面与固定框101内设有的膨胀气囊102连接，与第二级液仓7位置对应的所述圆形载板3上设有挤压气囊104，所述挤压气囊104通过导气管103与膨胀气囊102连通，
所述夹持座5上设有用于水浴仓10穿过的通孔51，且位于通孔51四周的夹持座5上设有四个相互呈90°分布的固定块53，每个所述固定块53上均设有一个用于夹持标准试样的弹簧杆54，所述水浴仓10上端设有用于与弹簧杆54一一对接的卡槽，
所述环形载板2上还设有用于对标准试样冷风吹干的第一风机92、第二风机93，所述夹持座5上还设有红外发射器56，顶板1上位于所述第一级液仓6、第二级液仓7、第三级液仓8、水仓91旁边的顶板1上均设有用于与所述红外发射器56对接的红外接收器57，所述环形轨道上设有用于限位水浴仓10上移的滑动挡块105，所述水浴仓10内设有控温片以及温度传感器，所述红外接收器57、控温片、温度传感器均与市售控制器电性连接，且所述红外发射器56、红外接收器57、控温片、温度传感器、转动电机31以及第一级液仓6、第二级液仓7、第三级液仓8和水仓91的电磁阀均选自于市售产品，电磁阀与腐蚀溶液接触部分均进行耐腐蚀处理；
在第二级腐蚀溶液需要进行第一次滴加、第二次滴加时，第二级液仓7内中部设有竖向隔温板将第二级液仓7等分为两部分腔室，且每个腔室内均设有一个市售控温片(对其进行耐腐蚀处理)，且第二级液仓7出液口分为左、右分别与两个腔室对应连通的出液口，并且每个出液口各设有一个电磁阀。
利用上述多级腐蚀载台对变形高温合金材料进行多级腐蚀的方法，包括以下步骤：
S1、将变形高温合金材料的试样检测面向上，随后使用夹持座5的四个弹簧杆54对变形高温合金材料的四个侧面进行夹持，随后启动转动电机31，并开启红外发射器56、红外接收器57；
S2、通过转动电机31带动连接杆32使夹持座5沿着环形轨道顺时针转动60°至酒精棉固定杆9的正下方，随后可通过手动或市售伺服电机驱动转动酒精棉固定杆9使固定在酒精棉固定杆9上的酒精棉对试样检测面进行擦干，随后启动第一风机92对试样检测面进行20℃的冷风吹干；
S3、通过转动电机31带动连接杆32使夹持座5沿着环形轨道继续顺时针转动60°至第一级液仓6的正下方，通过红外发射器56与红外接收器57的对接使控制器接收到信号，从而控制第一级液仓6的电磁阀开启向试样检测面滴加第一级腐蚀溶液，待浸蚀试样检测面的表面4.5min后，使通过转动电机31带动连接杆32使夹持座5沿着环形轨道继续沿顺时针转动60°至第二级液仓7的正下方；
S4、在夹持座5移动至第二级液仓7正下方的过程中，连接杆32逐渐下压挤压气囊104，通过导气管103将气体导入膨胀气囊102，而此时由于滑动挡块105挡住水浴仓10的原因，水浴仓10无法上移，因而膨胀气囊102膨胀补偿气体量，如图10所示，当夹持座5将滑动挡块105推离水浴仓10正上方且夹持座5的通孔51正好位于水浴仓10的正上方时，由于水浴仓10没有上方滑动挡块105的遮挡，在膨胀气囊102的上推作用下使水浴仓10沿着固定框101上移，从而使变形高温合金材料的中下部(10mm)没入水浴仓10的18℃水温中，期间可通过水浴仓10的卡槽内设置的橡胶垫对弹簧杆54与水浴仓10对接过程进行减震，在经过15s后，通过红外发射器56与红外接收器57的对接使控制器接收到信号，从而控制第二级液仓7的电磁阀开启向试样检测面滴加一半剂量的第二级腐蚀溶液并关闭，随后通过控温片的控温使水温降至4℃，通过控温片、温度传感器与控制器的电路连接，控制器在接收到信号后，再次发出指令控制第二级液仓7的电磁阀开启向试样检测面滴加另一半剂量的第二级腐蚀溶液并关闭；
S5、当第二级腐蚀处理完成后，转动电机31带动连接杆32使夹持座5沿着环形轨道继续顺时针转动30°至酒精棉固定杆9的正下方，随后可通过手动或市售伺服电机驱动转动酒精棉固定杆9使固定在酒精棉固定杆9上的酒精棉对试样检测面进行擦干，在夹持座5移动开始时，连接杆32通过挤压弹簧55使连接杆32从位于挤压气囊104正上方移动至离开挤压气囊104(即，通过弹簧55压缩补偿连接杆32从位于挤压气囊104正上方移动至离开挤压气囊104的这段移动行程)，从而使挤压气囊104在自身回复力下使其复原，在水浴仓10的重力作用下，使水浴仓10复位并与夹持座5脱离，在连接杆32继续转动下使夹持座5继续沿着环形轨道开始顺时针转动30°至第三级液仓8的正下方，通过红外发射器56与红外接收器57的对接使控制器接收到信号，从而发出指令控制第三级液仓8的电磁阀开启向试样检测面滴加第三级腐蚀溶液；
S6、当第三级腐蚀处理完成后，转动电机31带动连接杆32使夹持座5沿着环形轨道继续顺时针转动30°至水仓91的正下方，通过红外发射器56与红外接收器57的对接使控制器接收到信号，从而指令水仓91的电磁阀开启对试样检测面使用水进行冲洗，随后转动电机31带动连接杆32使夹持座5沿着环形轨道继续顺时针转动30°至水仓91的正下方，在连接杆32继续转动下使夹持座5沿着环形轨道开始顺时针转动30°至酒精棉固定杆9的正下方，随后可通过手动或市售伺服电机驱动转动酒精棉固定杆9使固定在酒精棉固定杆9上的酒精棉对试样检测面进行擦干，随后启动第一风机92对试样检测面进行20℃的冷风吹干，完成变形高温合金材料的多级腐蚀处理，并将滑动挡块105拨回水浴仓10正上方，待下一次多级腐蚀处理。
Claims (9)
1.一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制样
将变形高温合金材料制备成20mm*15mm*15mm尺寸规格的标准试样，选择20mm*15mm为试样检测面；
S2、第一级腐蚀
腐蚀前将试样检测面用酒精棉擦干并用冷风吹干，吸取第一级腐蚀溶液2ml，滴0.2～0.3ml至试样检测面上，浸蚀试样检测面的表面3-5min；
S3、第二级腐蚀
第一级腐蚀结束后保留第一级腐蚀溶液在试样检测面上，再吸取第二级腐蚀溶液2ml，滴0.1～0.2ml至试样检测面上，浸蚀试样检测面的表面15-20s；
S4、第三级腐蚀
第二级腐蚀结束后用酒精棉擦干试样检测面，再吸取第三级腐蚀溶液2ml，滴0.05～0.1ml至试样检测面上，反应5-10s后用水冲洗30s，再用酒精棉擦拭表面，冷风吹干后完成变形高温合金材料的多级腐蚀处理，用显微镜进行金相观察。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法，其特征在于，所述第一级腐蚀溶液的配比为：1.5g的CuSO4、40mL的浓盐酸、20mL的无水乙醇。
3.根据权利要求1所述的一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法，其特征在于，所述第二级腐蚀溶液的配比为：90mL的浓盐酸、10mL的H2O2。
4.根据权利要求1所述的一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法，其特征在于，所述第三级腐蚀溶液的配比为：150g的CuSO4、500mL的浓盐酸、35mL的浓硫酸。
5.根据权利要求1所述的一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法，其特征在于，在所述第二级腐蚀中，在滴加第二级腐蚀溶液之前，先对标准试样调节至15～20℃并保温，随后滴0.1ml第二级腐蚀溶液至试样检测面上，在浸蚀试样检测面2-3s后，以3℃/min的降温速度降温至3～5℃，静置13-17s后完成第二级腐蚀处理。
6.根据权利要求5所述的一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法，其特征在于，所滴加的第二级腐蚀溶液的温度为0～10℃。
7.根据权利要求6所述的一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法，其特征在于，将所述第二级腐蚀溶液等分为两份，将其中一份在标准试样调节至15～20℃后进行第一次滴加，将另一份在标准试样降温至3～5℃后进行第二次滴加；
其中，所述第二级腐蚀溶液第一次滴加时的温度为0～3℃，所述第二级腐蚀溶液第二次滴加时的温度为6～10℃。
8.根据权利要求7所述的一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法，其特征在于，所述第二级腐蚀采用多级腐蚀载台进行处理。
9.根据权利要求8所述的一种航空发动机零部件测试用变形高温合金材料多级腐蚀方法，其特征在于，所述多级腐蚀载台包括架体以及设置在架体上的第一级液仓(6)、第二级液仓(7)、第三级液仓(8)以及夹持座(5)；
所述架体包括由上到下依次设置的顶板(1)以及底板，所述底板由环形载板(2)以及设置在所述环形载板(2)内且与环形载板(2)同圆心的圆形载板(3)，所述圆形载板(3)与环形载板(2)之间构成用于与所述夹持座(5)滑动连接的环形轨道，圆形载板(3)与环形载板(2)之间通过多个连接件固定连接，顶板(1)与环形载板(2)通过环形支撑板(4)可拆卸连接，
所述圆形载板(3)的圆心处设有转动电机(31)，所述转动电机(31)上设有一端与其输出轴固定连接的连接杆(32)，所述连接杆(32)另一端与夹持座(5)侧壁上设有的滑槽(52)滑动卡接，且所述滑槽(52)两侧内壁上各设有一个用于与连接杆(32)连接的弹簧(55)，
与所述环形轨道位置对应的所述顶板(1)上还设有3个酒精棉固定杆(9)以及1个水仓(91)，第一个酒精棉固定杆(9)、第一级液仓(6)、第二级液仓(7)、第二个酒精棉固定杆(9)、第三级液仓(8)、水仓(91)以及第三个酒精棉固定杆(9)沿顺时针方向依次排列，
位于所述第二级液仓(7)正下方的环形轨道上设有水浴仓(10)，所述水浴仓(10)与架设在环形载板(2)、圆形载板(3)上的固定框(101)上下滑动连接，且水浴仓(10)外底面与固定框(101)内设有的膨胀气囊(102)连接，与第二级液仓(7)位置对应的所述圆形载板(3)上设有挤压气囊(104)，所述挤压气囊(104)通过导气管(103)与膨胀气囊(102)连通，
所述夹持座(5)上设有用于水浴仓(10)穿过的通孔(51)，且位于通孔(51)四周的夹持座(5)上设有多个固定块(53)，每个所述固定块(53)上均设有一个用于夹持标准试样的弹簧杆(54)，所述水浴仓(10)上端设有用于与弹簧杆(54)一一对接的卡槽，
所述环形载板(2)上还设有用于对标准试样冷风吹干的第一风机(92)、第二风机(93)，所述夹持座(5)上还设有红外发射器(56)，顶板(1)上位于所述第一级液仓(6)、第二级液仓(7)、第三级液仓(8)、水仓(91)旁边的顶板(1)上均设有用于与所述红外发射器(56)对接的红外接收器(57)，所述水浴仓(10)内设有控温片，所述环形轨道上设有用于限位水浴仓(10)上移的滑动挡块(105)。
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