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鈦及鈦合金的金相制備

時(shí)間:2025/2/28閱讀:164
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鈦及鈦合金

鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬,由于其具有特別的使用價(jià)值,發(fā)展速度很快。

鈦及鈦合金的金相制備

鈦及鈦合金最大特點(diǎn)是密度小、強(qiáng)度高、耐蝕性好、還具有良好的中溫強(qiáng)度和低溫韌性。

在船舶、航空航天、醫(yī)學(xué)、化工等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。


按組織分類(lèi)


? α鈦合金(TA): 組織穩(wěn)定、韌性和熱穩(wěn)定性好,主要用于化工和加工工業(yè)。

? β鈦合金(TB): 具有良好的變形加工性能,并具有強(qiáng)度和斷裂韌度之間的良好組合,以及較高的應(yīng)力腐蝕抗力。具有優(yōu)異的抗疲勞性能,主要應(yīng)用于飛機(jī)起落架以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

? α+β鈦合金(TC):具有較好的綜合力學(xué)性能,強(qiáng)度可熱處理強(qiáng)化,是工業(yè)上應(yīng)用最多的一類(lèi)鈦合金。如TC4、TC11都是發(fā)動(dòng)機(jī)前軸頸、盤(pán)件、葉片和前機(jī)匣等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件。

α鈦合金的切削加工性最好
α+β鈦合金次之
β鈦合金最差

鈦及鈦合金的金相制備





鈦及鈦合金的金相制備
鈦及鈦合金的金相制備

鈦及鈦合金的金相制備方案

鈦及鈦合金的金相制備



接下來(lái)一起來(lái)探討有關(guān)于鈦及鈦合金試樣的制備及金相分析和檢測(cè):



制備難點(diǎn)


1

鈦及鈦合金的金相樣品制備比鋼更困難,其研磨和拋光效率非常低。

過(guò)度劇烈的切割和研磨過(guò)程都會(huì)在α相中產(chǎn)生形變孿晶。

2

3

對(duì)于純度相對(duì)較高的純鈦(如TA2)采用冷鑲嵌的方法比熱壓力鑲嵌更為適合,因?yàn)闊釅毫﹁偳队锌赡?strong style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box; overflow-wrap: break-word !important;">改變純鈦中氫元素的含量和分布,從而影響鈦合金溫沖擊性能和疲勞強(qiáng)度。

特別對(duì)于純鈦而言,在樣品制備過(guò)程中想要除劃痕塑性流變有一定難度。

4



取樣要求


鈦及鈦合金高/低倍組織檢驗(yàn)方法:

GB/T5168-2020

產(chǎn)品分類(lèi)

取樣要求

棒材、擠壓材、擠壓用毛坯

樣品從檢驗(yàn)產(chǎn)品的橫向及縱向切取,樣品截面厚度推薦尺寸: 13~25mm

板材

樣品從樣品從檢驗(yàn)產(chǎn)品的橫向及縱向切取,樣品推薦尺寸: 板厚x受檢面長(zhǎng)度(120~150mm)x垂直受檢面長(zhǎng)度(13~25mm)

鍛件

當(dāng)尺寸允許時(shí),應(yīng)對(duì)鍛件表面進(jìn)行粗加工,以保證去除a層。(表面腐蝕)

焊接件

焊接部位的剖面應(yīng)包含焊縫區(qū)、熱影響區(qū)及部分母材

零件

零件剖面

為了降低切割過(guò)程導(dǎo)致的形變和熱損傷,達(dá)到良好的切面質(zhì)量,需要選擇合適的切割設(shè)備和切割片,使用合適的切割參數(shù),同時(shí)要有充足的冷卻。


無(wú)損傷組織

鈦及鈦合金的金相制備
鈦及鈦合金的金相制備

切割損傷組織

純鈦的 Kroll’s 腐蝕后的表面  100x



磨拋工藝


鈦及鈦合金的金相制備



金相圖片展示


α+β兩相鈦合金的典型組織



BUEHLER  






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