Ti和Ti合金的金相样品制备.pdf

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1、Ti和Ti合金的金相样品制备2011年4月第2期Ti和Ti合金的金相样品制备美国标乐研究院rn和Ti合金具有低密度、优异的强度与重量比、良好的耐腐蚀性和高机械强度。其缺点是Ti和Ti合金的生产成本非常昂贵。n和Fe一样具有同素异构转变，像钢一样，Ti也可以进行热处理。而合金元素对低温a相和高温口相的稳定性都有一定的影响。在常温下，，n和Ti合金其稳定相以含合金n、a-13和13相存在，另外两种相是近Ⅱ和近D相。m和Ti合金的金相样品制备比钢更困难，其磨光和抛光效率非常低。过度剧烈的切割和磨光过程都会在n相中产生形变孪晶。对于纯度相对较高的纯rn采用冷镶嵌的方法比热压

2、力镶嵌更为适合，因为热压力镶嵌有可能改变纯n中H元素的含量和分布。特别对于纯Ti而言，在样品制备过程中想要去除划痕和塑性流变非常困难。Ti和Ti合金的金相样品机械抛光工艺相当耗时，而且几乎所有的机械抛光方法在最后一步或最后两步抛光过程中都使用含有侵蚀剂的抛光液。电解抛光的方法往往能够得到较好的抛光表面。这些电解液具有一些化学抛光的作用，但也存在着一定的危险。以下介绍三步抛光方法。当样品切割时使用超薄的切割片或者是粘接强度合适的砂轮切割片，其切割表面平整且其损伤层最小，这时可以使用3209rit砂纸来完成样品的磨平工序。如果切割后的表面粗糙且损伤层较大，例如：使用带锯

3、切割就可能产生这样的结果，此时就必须使用颗粒更粗的砂纸并花费更多的时间去除损伤层。样品制备实例：a．使用3209ritSiC砂纸，水冷，转速240r／min，同向转动。每个样品的压力：27N(61bs)，直到样品磨平为止。b．粗抛光过程：9岬METADI金刚石抛光液+METADI抛光润滑剂，使用ULTRA．POL抛光表面，转速120r／rain，反向转动。每个样品的压力：27N(61bs)，10rain。c．最终抛光过程：在MICROCLOTH或CHEMOMET抛光表面上，使用MASTERMET2Si02抛光液，转速120r／rain，70反向转动。每个样品的压力：

4、27N(61bs)，10min。对于n合金，使用上述方法虽然抛光后还有一些划痕存在，但其效果完全满足要求。但CP级的纯面使用上述样品制备方法则不能达到要求。在第二步和第三步之间加上一步31am金刚石抛光程序，对于a相Ti合金和CP级的纯Ti没有太大作用。无论使用质地硬的无毛织物还是质地软的有毛织物，对于纯Ti样品结果是一样的。如果在抛光的第三步中的Si02中加入一些化学抛光液，能更清晰地显示其显微组织。而实践经验表明，在第三步抛光过程中加入化学侵蚀剂，可以得到令人满意的效果。通常在光学显微镜的明视场下检查侵蚀后的组织。但是对于抛光态的样品，尤其是CP级纯Ti的a相适

5、合于在正交偏振光下观察。因为体心立方的13相不会在偏振光下变色。所以三步抛光以后，在正交偏振光下观察晶粒结构。如果继续在VIBROMET园2振动抛光机上使用MASTERMEr氧化硅抛光液抛光2h，在偏振光下观察其特性更加明显。a—B双相合金也可以在偏振光下观察，但是抛光后的样品其观察效果远不如侵蚀后的样品。许多侵蚀剂可以用于Ti和Ti合金侵蚀。Kroll’S侵蚀剂是最常见的一种，这种侵蚀剂几乎能用于所有的n合金的侵蚀。稀释后的HF的水溶液也可以显示Ti合金的显微组织，但是其效果不如Kroll’S侵蚀剂好(1-3mlHF+2—6mlHN03+100mlH20)。立刻擦

6、拭抛光后样品的侵蚀比浸泡侵蚀效果更好，这是由于致密的氧化膜阻断了n与空气的接触。几乎所有的Ti和Ti合金的侵蚀剂都含有HF，这是一种非常危险的酸，在配制侵蚀剂时，应避免身体接触HF。最好戴上手套(手套不能有破洞)，并穿上防护服，一些Ti的电解液含有HCl03或是NaCN，虽然只是低浓度的HCl03，但还是应该在通风橱内操作。这些含有HCl03的电解液在使用时需要准确地控制其温度。NaCN也是一种非常危险的药品，在一定条件下，可以分解成危险的氰化物。