Электролит для цветного электрохимического травления титановых сплавов Советский патент 1984 года по МПК G01N1/32 

110 Изобретение относится к металлогра фии сложнолегированных титановых спл ВОВ, содержащих молибден., и может быть использовано на предприятиях металлургической промышленности при создании новых титановых сплавов а также в лабораториях заводов и научно-исследовательских институтов, разрабатывающих технологические сварки и термической обработки опытных и промьшшенных титановых сплавов, . Известен электролит для электрохи мического травления титановых сплаво и их сварных соединений, содержащий плавиковую кислоту и глицерин. Электрохимическое травление проводят при комнатной температуре Этот электролит рекомендуют тольк для травления сплавов титана с алюми нием при травлении сложнолегированных титановых сплавов, в электролите избирательно выявляется лишь oi-фаза Наиболее близким к предлагаемому является электролит для электрохимического травления 2, содержащий, i мл: Серная кислота36 Плавиковая кислота 170 Вода16 . В известном электролите происходи травление границ зерен без избирател ного выявления фаз. Цель изобретения - выявление фазового состава сложнолегированных титановьк сплавов, содержащих молибден. Актуальность поставленной задачи определяется тем, что молибден является одним из основных легирующих элементов в титановых сплавах повьппе ной прочности, таких как ВТ14, ВТ16, ВТ22, ВТ23 и др. В этих сплавах в зависимости от условий термической обработки могут образовываться различные по кристаллической структуре и химическому составу стабильные и метастабильные фазы, что и определяе комплекс физико-механических свойств сплавов. Особо сложные фазовые пре7 вращения протекают в зонах сварньЬс соединений, а выявление микрострукту ры сплава в этих зонах вызывает опре деленные трудности. Молибден, являясь /3 -стабилизирующим элементом, в равновесной структуре концентрируется в основном .в -фазе, поскольку растворимость его в об-фазе при низких температурах ничтожно мала. В метастабильных фазах, составляющих неравновесную структуру, молибден проявляет различную растворимость: в.ряду ,oi,а -; -метастабильная его растворимость увеличивается в направлении слева направо. Эта закономерность может быть использована для идентификации указанных фаз по эффекту их окрашивания реактивом, избирательно выявляющим молибден: чем выше концентрация молибдена в фазе, тем интенсивнее ее цвет. При этом можно изучать не только распределение или перераспределение молибдена между фазами, но и оценивать, в какой мере структура сложнолегированных сплавов близка к равновесному состоянию. Для достижения поставленной цели в электролит, содержащий плавиковую и серную кислоты и воду, дополнительно введены роданид калия, сульфат меди и глицерин при следующем соотношении компонентов, мас.%: Плавиковая кислота (j 1,15 г/смз) 5-15 Серная кислота (j 1,830 г/см) 5-15 Роданид калия1-5 Сульфат меди 0,02-0,06 Глицерин30-70 Вода . Остальное В электролите шлиф подвергают анодной поляризации при плотности тока 0,1-0,5 А/см и напряжении 20-30 В при комнатной температуре (20-25С) . Анодное электрохимическое травление шлифа проводят импульсами от 5 до 20 раз продолжительностью 0,5-3 с. Протравленный шлиф тщательно промывают под струей воды и сушат фильтровальной бумагой. Данные, иллюстрирующие результаты травления титановых сплавов в предложенном электролите, приведены в таблице. «i- и «: xt

tf, «С.

+ ++

j i

m

«V

оCMrO

о

CM

CJ 1 Ю CM en

.5

«a.

-т5

%4 -.

«+

+

см

см

Cvl

см

см

ю см

ю см

1Л

см

со

со

со

v

л

«ч

о

о

о

г см

г-

г

см см

ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЦВЕТНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ, содержащий плавиковую П f TL,;-:: ;v.,v. EM/iviOTti: кислоту, серную кислоту и воду, отличающийся тем, что, с целью выявления фазового состайа, он дополнительно содержит роданид калия, сульфат меди и глицерин при .следующем соотношении компонентов, мас.%: Плавиковая кислота (-1,15 г/см) 5-15 Серная кислота (j-1,83 г/смз) 5-15 1-5 Роданид калия 0,02 - 0,06 Сульфат меди 30-70 Глицерин Вода Остальное

о о

сч о

о

о ш

о ю

1Г1

t о

Jоо

со 1Л

о о о 1S108В таблице представлен фазовый состав сплавов ВТ 14 (Ti-3,4 А/ - 1 V - 3,7 Мо) и ВТ22 (Ti-5 Af - 5V 5Мо - IFe - tCr) после различных режимов термической обработки. Фазовый состав сплавов контролировался прямым рентгенографическим методом. Из сопоставления фазового состава сплавов и микроструктуры, выявляемой: травлением в электролите, следует, что оС -фаза при всех исследованиях режима термической обработки имеет голубой цвет, тогда как ot-, оби А -фазы окрашены в коричневый цвет различной интенсивности. Использование предлагаемого электролита для электрохимического травления титановых сплавов позволяет решать ряд практических задач, связанных с установлением оптимальных резования других методов исследования. жимов термической обработки этих сплавов и сварных соединений из них, на предприятиях металлургической и.других отраслей промышленности, использующих титановые сплавы в качестве конструкционных материалов для изделий различного назначения. Экономический эффект от реализации предлагаемого технического решения обеспечивается вследствие уменьшения времени, необходимого для проведения исследований фазовых превращений при разработке новых титановых сплавов, или оптимизации режимов их сварки и термической обработки, поскольку изучение микроструктуры сплавов не требует специального оборудования, не вызывает методических трудностей, дает достаточную информацию о протекающих фаз.овых превращениях без исполь