GH4169合金晶粒度檢驗試樣腐蝕新方法

唐凱明,黃 偉,浦學誼,張 磊

(江蘇隆達超合金航材有限公司,無錫 214105)

GH4169鎳基高溫合金在溫度低于650℃時具有優異的綜合力學性能,主要用于制造航空發動機的渦輪盤和轉動軸等重要零件[1]。傳統的腐蝕方法會將GH4169合金的奧氏體晶界和δ相全部顯示出來,δ相會干擾晶粒度的評定。研究發現,單相顯示方法是利用合金中各組成相與腐蝕劑中各組分形成不同的電位差,通過特定的電化學腐蝕反應單獨將合金中的某一種相顯示出來[2]。經過反復試驗,筆者找到一種只顯示GH4169合金奧氏體晶界,不顯示δ相的腐蝕方法。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為真空感應熔煉(VIM)+真空自耗重熔(VAR)雙聯熔煉工藝生產的GH4169合金鍛制棒材,其化學成分如表1所示。

表1 GH4169合金棒材的化學成分 %

1.2 試驗方法

在成品棒材頭部截取厚度為20 mm 的圓片,采用線切割方法沿圓片半徑的1/2處取樣,金相試樣的檢測位置對應棒材的徑軸向。將試樣熱鑲、研磨、拋光后進行化學腐蝕[3],腐蝕方法如表2所示。采用光學顯微鏡觀察材料的顯微組織,用截點法統計材料的晶粒度。

表2 金相檢驗試樣的腐蝕方法

2 試驗結果

傳統方法顯示試樣顯微組織形貌的顏色較暗,試樣表面存在一層沉積膜(見圖1),平均晶粒度為9級。新方法顯示的顯微組織形貌明顯比傳統方法清晰,只顯示奧氏體晶界,不顯示δ相(見圖2),平均晶粒度為5級。

圖1 傳統方法腐蝕試樣的顯微組織形貌

圖2 新方法腐蝕試樣的顯微組織形貌

3 討論

由于GH4169合金中的主要成分為Ni、Fe、Cr等元素,這些元素與傳統腐蝕劑中的Cu2+發生置換反應,生成沉積膜覆蓋在金屬表面,造成電阻極化,降低了陽極溶解速率[4]。新腐蝕劑中H2O2分解產生的O2-奪走了覆蓋在陰極表面上的H+,兩者結合生成H2O,使陰極附近聚積了大量的電子,去極化作用加快了電化學反應速率[5]。

4 結論

采用水+硝酸+鹽酸+氫氟酸+過氧化氫混合溶液腐蝕GH4169合金試樣,試樣表面無沉積膜,顯微組織形貌清晰,只顯示奧氏體晶界,不顯示δ相。新腐蝕方法適用于GH4169合金晶粒度的檢驗。