Микроскопическое исследование мира титанового сплава - TA1 чистый титан и TC4

Предисловие

В аэрокосмической, биомедицинской и производственной областях титановый сплав известен как « космический металл» и « морской металл» из - за его отношения прочности к весу, отличной коррозионной стойкости и биологической совместимости. Макроскопические свойства материала уходят корнями в его микроструктуру, точно раскрывая микроструктуру чистого титана TA1 и титанового сплава TC4, что является ключом к оценке качества процесса и прогнозированию эксплуатационных характеристик. В этом выпуске мы подробно рассмотрим проблемы и решения этих двух типов типичных титановых материалов в золотофазных образцах.

Трудности подготовки

Трудность золотофазной подготовки титана и его сплавов заключается в особом физико - химическом « характере» самого материала.

Высокая пластичность:Легко в процессе механического шлифования создает серьезные деформационные слои, двойники и явление « адгезии», чтобы скрыть реальную ткань.

Плохая теплопроводность:Тепло, вырабатываемое только пятой частью измельчения стали, нелегко излучать, что может легко привести к локальному перегреву, вызвать изменения в тканях или углубить деформационный слой.

Эти характеристики требуют, чтобы процесс отбора проб отказался от « универсальной программы» и перешел к уточнению и индивидуализации.

TA1 Подготовка образцов чистого титана

Как промышленный чистый титан, основной целью наблюдения за золотой фазой TA1 является получение чистой базовой ткани без двойников, царапин и четких границ кристаллов, что закладывает основу для рейтинга зернистости. Поэтому для этого образца мы разработали следующее решение.

Измельчение и выброс:

использоватьПостепенная декомпрессионная полировка. От грубого измельчения до точного сбрасывания, шаг за шагом уменьшайте нагрузку (например, с 20N до 1N) и в сочетании с полировкой из грубой до тонкой алмазной суспензии и конечной суспензии диоксида кремния, при эффективном измельчении и броске механическая деформация уменьшается.

“Альтернативная полировка - травление - полировка« Цикл. Благодаря химическому травлению слегка растворяет поверхностный деформационный слой, а затем выбрасывает продукты реакции с очень легкой нагрузкой, может эффективно устранить остаточные двойники и линии дислокации, чтобы показать истинную границу кристаллов.

Микроскопические наблюдения:

Как показано на рисунке, образцы TA1, подготовленные оптимизированным процессом, выравниваются под открытым полем, царапины исчезают; При поляризации, используя анизотропию титана, контраст зерна очевиден, границы зерна четко определены, что обеспечивает хорошую основу для точных измерений.

Образец в 100 раз больше.

Образец в 200 раз больше.

Образец поляризации в 100 раз

Образец поляризации в 200 раз

TC4 Подготовка образцов титанового сплава

TC4 (Ti - 6Al - 4V), как широко используемый двухфазный титановый сплав α + β, его анализ золотой фазы должен быть выполнен одновременно: четкое разрешение первичной альфа - фазы изооси, преобразование бета - матрицы и наблюдение за эволюцией тканей в области шва.

Измельчение и выброс:

Также используется усовершенствованный процесс автоматического измельчения и выброса, чтобы подготовить ровную, свободную от возмущений поверхность для наблюдения за коррозией. Для характеристик высокой твердости TC4 необходимо отрегулировать последовательность и время измельчения и выброса среды.

Коррозия:

ВыборРеактор KrollПроведение коррозии. Благодаря точному управлению временем бета - фаза подвергается коррозии немного глубже, в отличие от ярко - белой альфа - фазы в открытом поле.

Микроскопические наблюдения:

Открытое поле: используется для наблюдения альфа - фазы, размеров и распределения.

Поляризация: для определенных ориентаций альфа - фазных кластеров поляризация может представлять великолепные цветовые контрасты, более интуитивно отображающие ориентацию и текстуру зерна.

Титановый сплав TC4 в 100 раз ярче

Титановый сплав TC4 открытое поле + поляризация 200

Титановый сплав TC4 в 500 раз ярче

После коррозии титанового сплава TC4 реактивом Kroll альфа - фаза (ярко - белая) в открытом поле четко контрастирует с β - преобразующей тканью (темной); Организация под поляризацией богата цветом и имеет четкую ориентацию.

Резюме

1. Мягкая текстура чистого титана, большой коэффициент трения, низкая теплопроводность, при шлифовании подвержена деформационным двойникам и склеивающему слою, что приводит к микроскопической тканевой иллюзии, маскирующей истинную ткань;

2. После полного удаления царапин на поверхности чистого титана будут существовать внутрикристаллические двойники и внутрикристаллические черные хлопчатобумажные дислокации, которые могут эффективно удалять двойники и поток металлов путем чередования полировки - травления - полировки и увеличения времени точного броска;

При травлении более чистые границы кристаллов и внутрикристаллическая форма могут быть получены с помощью метода вытирания погружением.

4. После измельчения и выброса образца из титанового сплава при поляризации могут наблюдаться четкие границы кристаллов; Хотя после коррозии сварной шов нелегко наблюдать, разница в размерах зерна с левой и правой сторон сварного шва более очевидна, а средний размер зерна слева меньше, и при поляризации можно наблюдать четкую цветную золотую фазу.