一种钛-钢复合材料的金相腐蚀剂及腐蚀方法技术

本发明专利技术涉及一种钛‑钢复合材料金相腐蚀剂及腐蚀方法，主要针对钛‑钢层状复合材料的金相腐蚀。该腐蚀剂由氢氟酸、硝酸、氟化物和水组成；各组分及配比为：氢氟酸5‑10mL，硝酸1‑3mL，氟化钾(或氟化钠)1‑5g，水80‑100mL。本发明专利技术可以方便快捷地实现钛的金相腐蚀，且对钢进行弱腐蚀或不腐蚀，有效地解决现有的钛与钛合金腐蚀剂对钢过腐蚀的干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种钛-钢复合材料的金相腐蚀剂及腐蚀方法
本专利技术涉及钛-钢复合材料的金相腐蚀领域，提供了一种新型的金相腐蚀剂及腐蚀方法。
技术介绍
钛-钢复合材料是一种重要的功能-结构一体化层状金属材料，例如钛-钢复合板、钛-钢复合棒、钛-钢复合管等。这种材料既具有钛的优异耐蚀性能，又具有钢的强韧性。钛-钢复合材料广泛应用于石油、化工、电力、海水淡化、水利水电、海洋工程、核能等工业领域。金相组织分析是材料试验研究的必备手段，在材料工艺、性能研究过程中起到重要作用。但是，既要腐蚀出钛的金相组织又要腐蚀出钢的金相组织存在一定难度。主要原因是，钛和钢的化学性质存在较大差异，钛的耐蚀性很好，而钢的耐蚀性较差。钛的金相腐蚀剂为Kroll溶液，即每100ml水中含有1-3mL的氢氟酸和2-6mL的硝酸，钢的腐蚀剂为3-10％硝酸酒精溶液。钛在钢的腐蚀剂中基本不发生腐蚀，而钢在钛的腐蚀剂(Kroll溶剂)中能发生强烈的腐蚀。采用Kroll试剂对钛-钢复合材料进行侵蚀，虽然能够腐蚀出钛的显微组织，但是得不到钢的显微组织(严重腐蚀)。采用硝酸酒精溶液对钛-钢复合材料进行侵蚀，虽然能够腐蚀出钢的显微组织，但是得不到钛的显微组织。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种新型的钛-钢复合材料的金相腐蚀剂及腐蚀方法，该腐蚀剂能够使钛在被腐蚀时钢不发生腐蚀或仅为弱腐蚀，从而解决现有的钛及钛合金腐蚀剂对钢过腐蚀的干扰问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种钛-钢复合材料的金相腐蚀剂，该腐蚀剂由氢氟酸、硝酸、氟化物和水组成；每份腐蚀剂，各组分及配比为：氢氟酸5-10mL，硝酸1-3mL，氟化物1-5g，水80-100mL。以上各组分直接混合即得钛-钢复合材料的金相腐蚀剂。其中所述氟化物可为氟化钾或氟化钠等金属氟化物，氟化物的添加提高了腐蚀液中氟离子浓度，增强了腐蚀液对钛的腐蚀倾向。较优的，每份腐蚀剂，各组分及配比为：水100mL，氢氟酸5mL，硝酸1mL，氟化物1-5g。较优的，每份腐蚀剂，各组分及配比为：水100mL，氢氟酸10mL，硝酸2mL，氟化物1-5g。一种使用该腐蚀剂的腐蚀方法，其特征在于，对钛-钢复合材料进行两次腐蚀：先采用本专利技术制备的腐蚀剂对钛-钢复合材料的复合界面进行腐蚀；再采用钢腐蚀剂对钛-钢复合材料的复合界面进行腐蚀。使用钛-钢复合材料的金相腐蚀剂对钛-钢复合材料复合界面进行腐蚀的时间为10-60秒。钢腐蚀剂为体积浓度3-10％的硝酸酒精溶液。使用硝酸酒精溶液对钛-钢复合材料复合界面进行腐蚀的时间为8-15秒。本专利技术有益效果如下：本专利技术通过将一定浓度的氢氟酸、硝酸和氟化钾(或氟化钠)配合制成一种新型的腐蚀剂，可以方便快捷地实现钛的金相腐蚀，且对钢进行弱腐蚀或不腐蚀，有效地解决现有的钛与钛合金腐蚀剂对钢过腐蚀的干扰。同时，所采用的腐蚀方法中，采用分层次腐蚀，先利用本专利技术制备的新型腐蚀剂可以有效地对钛进行金相腐蚀，而使钢进行弱腐蚀或不腐蚀；而在接下来的步骤可以利用传统的钢腐蚀剂有效地对钢进行金相腐蚀，而此时钛在传统的钢腐蚀剂中腐蚀效果不明显。因而，使用上述腐蚀剂及腐蚀方法，可以兼得钛与钢的金相显微组织，且操作方法简便易行，组织晶界轮廓清晰。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明图1是采用比较例1中的Kroll腐蚀剂对钛-钢复合材料腐蚀后的界面金相组织示意图。图2是采用比较例2中的4％硝酸酒精腐蚀剂对钛-钢复合材料腐蚀后的界面金相组织示意图。图3是采用本专利技术实施例1提供的金相腐蚀剂和腐蚀方法腐蚀后钛-钢复合材料界面金相组织示意图。图4是采用本专利技术实施例2提供的金相腐蚀剂和腐蚀方法腐蚀后钛-钢复合材料界面金相组织示意图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。本专利技术提供一种钛-钢复合材料的金相腐蚀剂，所述腐蚀剂主要是由氢氟酸、硝酸、氟化物和水组成，每份腐蚀剂中各组分及配比范围可为：氢氟酸5-10mL，硝酸1-3mL，氟化物1-5g，水80-100mL。其中所述氟化物可为氟化钾或氟化钠、氟化钙等金属氟化物，氟化物的添加是为了提高腐蚀液中氟离子浓度，从而增强腐蚀液对钛的腐蚀倾向。因为在氢氟酸、硝酸、氟化物这类物质中，氟离子是对钛腐蚀具有明显作用的离子，而氢离子是对钢具有明显腐蚀作用的离子，硝酸根对钛和钢都不具有明显作用，对于氢离子可以由氢氟酸和硝酸两者共同提供，而对于氟离子在没有加入氟化物前只能由氢氟酸提供，加入金属氟化物后，可以提高氟离子的含量，但并不会同时提高氢离子的含量，同时金属离子对钛和钢都不会发生反应，无负面影响，所以考虑加入金属氟化物。实施例一一种钛-钢复合材料的金相腐蚀剂，每份该腐蚀剂，各组分及配比为：水100mL，氢氟酸5mL，硝酸1mL，氟化钾2g。以上各组分直接混合即得钛-钢复合材料的金相腐蚀剂。一种使用钛-钢复合材料的金相腐蚀剂的腐蚀方法，该腐蚀方法包括以下步骤：该腐蚀方法包括以下步骤：步骤一、对钛-钢复合材料表面磨制和抛光；步骤二、将钛-钢复合材料(基材Q345钢，覆材TA2)浸入钛-钢复合材料的金相腐蚀剂中或用棉花球沾取钛-钢复合材料的金相腐蚀剂在钛-钢复合材料磨面上擦拭，对钛-钢复合材料进行腐蚀，腐蚀的时间为25秒；步骤三、使用清水冲洗钛-钢复合材料表面，并将其表面吹干；界面是指钛和钢分界的地方，从属于整个材料的表面，腐蚀的时候是腐蚀整个表面，所以钛侧和钢侧具有组织特征，界面位置是钛和钢反应的地方，也被腐蚀出来；步骤四、将钛-钢复合材料浸入钢腐蚀剂中或用棉花球沾取4％硝酸酒精溶液在钛-钢复合材料磨面上擦拭，对钛-钢复合材料进行腐蚀，腐蚀的时间为10秒；步骤五、使用清水冲洗钛-钢复合材料表面，并将其表面吹干，获得腐蚀后的钛-钢复合材料，即可用来对钛-钢复合材料进行金相观察。实施例二一种钛-钢复合材料的金相腐蚀剂，每份该腐蚀剂,各组分及配比为：水100mL，氢氟酸10mL，硝酸2mL，氟化钾2g。以上各组分直接混合即得钛-钢复合材料的金相腐蚀剂。一种使用钛-钢复合材料的金相腐蚀剂的腐蚀方法，该腐蚀方法包括以下步骤：步骤一、对钛-钢复合材料表面磨制和抛光；步骤二、将钛-钢复合材料(基材Q345钢，覆材TA2)浸入钛-钢复合材料的金相腐蚀剂中或用棉花球沾取钛-钢复合材料的金相腐蚀剂在钛-钢复合材料磨面上擦拭，对钛-钢复合材料进行腐蚀，腐蚀的时间为15秒；步骤三、使用清水冲洗钛-钢复合材料表面，并将其表面吹干；步骤四、将钛-钢复合材料浸入钢腐蚀剂中或用棉花球沾取体积浓度4％的硝酸酒精溶液在钛-钢复合材料磨面上擦拭，对钛-钢复合材料进行腐蚀，腐蚀的时间为10秒；步骤五、使用清水冲洗钛-钢复合材料表面，并将其表面吹干，获得腐蚀后的钛-钢复合材料，即可用来对钛-钢复合材料进行金相观察。实施例三一种钛-钢复合材料的金相腐蚀剂，每份该腐蚀剂,各组分及配比为：水80mL，氢氟酸8mL，硝酸3mL，氟化钾1g。以上各组分直接混合即得钛-钢复合材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛‑钢复合材料的金相腐蚀剂，其特征在于，所述腐蚀剂由氢氟酸、硝酸、氟化物和水组成；每份所述腐蚀剂中各组分配比为：氢氟酸5‑10mL，硝酸1‑3mL，金属氟化物1‑5g，水80‑100mL。

【技术特征摘要】
1.一种钛-钢复合材料的金相腐蚀剂，其特征在于，所述腐蚀剂由氢氟酸、硝酸、氟化物和水组成；每份所述腐蚀剂中各组分配比为：氢氟酸5-10mL，硝酸1-3mL，金属氟化物1-5g，水80-100mL。2.根据权利要求1所述的钛-钢复合材料的金相腐蚀剂，其特征在于，所述金属氟化物为氟化钾或氟化钠或氟化钙。3.根据权利要求1或2所述的钛-钢复合材料的金相腐蚀剂，其特征在于，每份所述腐蚀剂中，各组分及配比为：水100mL，氢氟酸5mL，硝酸1mL，金属氟化物1-5g。4.根据权利要求1或2所述的钛-钢复合材料的金相腐蚀剂，其特征在于，每份所述腐蚀剂，各组分及配比为：水100mL，氢氟酸10mL，硝酸2mL，金属氟化物1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏航，柴希阳，孙新军，罗小兵，柴锋，杨才福，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，中联先进钢铁材料技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11