CN103323310B

CN103323310B - 大规格钛及钛合金金相试样制备方法

Info

Publication number: CN103323310B
Application number: CN201310260852.XA
Authority: CN
Inventors: 王海; 樊亚军; 陈志宏; 曹继敏; 杨华斌; 魏芬绒; 崔文俊; 李雷
Original assignee: XI'AN SAITE SIMAI TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: XI'AN SAITE SIMAI TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2033-06-26
Also published as: CN103323310A

Abstract

大规格钛及钛合金金相试样制备方法，包括取样、磨光、抛光、清洗、腐蚀、烘干和组织观测步骤。取样是利用锯床锯切10～20mm的钛或钛合金薄片试样。磨光是将锯切的试样固定，利用装有PVA轮的角向磨光机对其表面进行打磨。抛光是将打磨后的试样用立式抛光机进行机械抛光，直至表面光亮。本发明解决了大规格钛合金金相样品高、低倍试样需要分别制备的问题；解决了异形断面低倍金相制备困难的问题。本发明制备方法所得金相试样腐蚀后低倍组织干净清晰，可以观测包括裂纹、气孔、金属或非金属夹杂物及其他目视可见的缺陷；高倍组织清晰、晶界完整，单个晶内没有异物影响观测。

Description

大规格钛及钛合金金相试样制备方法

技术领域

本发明属于钛及钛合金金相试样制备技术领域，涉及一种截面积S²≥1926mm²，即Φ50mm圆料或者边长为45mm的方料的大规格钛及钛合金金相试样制备方法。

背景技术

钛及钛合金的金相样品制备比钢困难，其磨光和抛光效率非常低。传统的钛及钛合金金相试样制备方法为：取样→镶样→磨光→抛光→腐蚀液侵蚀→金相显微镜观察照相等。由于传统方法所用设备如镶嵌机、预磨机和抛光机等可加工范围小，对于截面积S²≥1926mm²的大规格钛及钛合金金相样品则无法使用。目前大规格钛合金金相高倍、低倍组织需要分别制作试样，且均需通过车加工表面工序，不仅费时费力，而且异形断面试样车加工困难，导致低倍试样不清晰，车刀纹影响组织观测；高倍试样不能反映大规格断面整体组织特点。

发明内容

本发明目的是提供一种大规格钛及钛合金金相试样制备方法，解决现有技术存在的大规格钛合金金相高倍、低倍组织需要分别制作试样的问题。

本发明的技术方案是，大规格钛及钛合金金相试样制备方法，包括取样、磨光、抛光、清洗、腐蚀、烘干和组织观测步骤。

本发明的特点还在于：

取样，是利用锯床锯切10～20mm的钛或钛合金薄片试样。

磨光，是将锯切的试样固定，利用角向磨光机对其表面进行打磨。

抛光，将打磨后的试样用立式抛光机进行机械抛光，直至表面光亮。

角向磨光机包括机体和设置在机体上的砂轮，机体上还设有手持柄、电机和开关，砂轮为PVA轮。

立式抛光机包括底座，底座上设有电机和开关，电机轴上设有抛光轮。

腐蚀是使用蘸着腐蚀液的棉花球对样品表面进行擦拭；腐蚀液由氢氟酸、硝酸和水组成，其体积比为1：3：5。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明制备方法简单易操作、适用规格范围广、不受断面形状限制；所得金相试样腐蚀后既可以观察低倍组织，也可以观察高倍组织。

2、本发明制备方法解决了大规格钛合金金相样品高、低倍试样需要分别制备的问题；解决了异形断面低倍金相制备困难的问题。

3、本发明制备方法所得金相试样腐蚀后低倍组织干净清晰，可以观测包括裂纹、气孔、金属或非金属夹杂物及其他目视可见的缺陷；高倍组织清晰、晶界完整，单个晶内没有异物影响观测。

附图说明

图1为本发明大规格钛及钛合金金相试样制备方法中的角向磨光机结构示意图；

图2为本发明大规格钛及钛合金金相试样制备方法中的立式抛光机结构示意图；

图3为采用本发明制备方法制备的□120mm方料试样金相组织（100х），典型的魏氏体组织；

图4为采用本发明得到的□120mm方料试样金相组织（200х）；

图5为采用本发明制备的Φ120mm圆棒料金相组织（100х），为等轴状α+β加工组织；

图6为采用本发明制备的Φ120mm圆棒料金相组织（200х）；

图7为采用本发明制备的Φ50mm圆棒料金相组织（100х），为片层状α+β加工组织；

图8为采用本发明制备的Φ50mm圆棒料金相组织（200х）。

图中：1.砂轮，2.手持柄，3.开关，4.电机，5.抛光轮，6.底座。

具体实施方式

结合具体实施例子对本发明进行详细说明。

大规格钛及钛合金金相试样制备方法，包括取样、磨光、抛光、清洗、腐蚀、烘干和组织观测步骤。

取样，是利用锯床锯切10～20mm的钛或钛合金薄片试样；

磨光，是将锯切的试样固定，利用手持式角向磨光机对其表面进行打磨；具体是将锯切的试样固定，利用角向磨光机对其表面进行打磨，直至去除由于锯切造成的损伤层；角向磨光机包括机体和设置在机体上的砂轮，机体上还设有手持柄、电机和开关。砂轮为PVA轮。PVA轮的优点在于：PVA属于自耗型材质，在打磨过程中不会产生损伤金属基体；打磨过程中产生热量较小，不会由于温度过高而导致试样表面的组织变化；PVA材质对于弯曲的表面，拥有良好的一致性加工效果，能抛去各种划痕。

抛光，是将打磨后的试样用立式抛光机进行机械抛光，直至表面光亮；立式抛光机包括底座，底座上设有电机和开关，电机轴上设有抛光轮。立式抛光机的功率2.2KW、电压380V、电流4.66A、相数3相、转数2850/1420转/分、抛光轮直径250mm。

清洗表面，是用蘸着酒精的棉花球对样品表面进行擦拭；

腐蚀，是用棉花球蘸着腐蚀液对试样表面进行擦拭；

烘干，是用酒精清洗表面并用电吹风烘干；

组织观测，利用金相显微镜观测显微组织。

角向磨光机的砂轮直径230mm、最大功率：2400W、空载转速：6500r/min、额定电压：220v；

砂轮为PVA轮，PVA材质对于弯曲的表面，拥有良好的一致性加工效果，能抛去各种划痕。

立式抛光机的型号MP3030，功率2.2KW、电压380V、电流4.66A、相数3相、转数2850/1420转/分、抛光轮直径250mm。

腐蚀方法，是用氢氟酸、硝酸、水组成的腐蚀液，体积比为1：3：5，使用蘸着腐蚀液的棉花球对样品表面进行擦拭腐蚀10～20s。

烘干方法，是使用电吹风机将腐蚀后的试样表面吹干。

实施例1

对经两火次锻造后的TC4钛合金□120mm方料利用锯床锯切10～20mm的薄片试样，将锯切的试样用角向磨光机（安装PVA抛光轮）抛光，直至去除由于锯切造成的损伤层；再利用立式抛光机进行机械抛光，直至表面光亮，接近镜面；然后清洗表面，腐蚀，烘干。此时可以观察到试样低倍金相组织；利用金相显微镜可观测到清晰的高倍显微组织如图3（100х）、图4（200х）所示，典型的魏氏体组织。

实施例2

对经三火次墩拔的TC4钛合金Φ120mm圆棒利用锯床锯切10～20mm的薄片，将锯切的试样用角向磨光机（安装PVA抛光轮）抛光，直至去除由于锯切造成的损伤层；再利用立式抛光机进行机械抛光，直至表面光亮，接近镜面；然后清洗表面，腐蚀，烘干。此时可以观察到试样低倍金相组织；利用金相显微镜可观测到清晰的高倍显微组织如图5（100х）、图6（200х）所示，为等轴状α+β加工组织。

实施例3

对经三火次墩拔+精锻的TC4钛合金Φ50mm精锻棒利用锯床锯切10～20mm的薄片，将锯切的试样用角向磨光机（安装PVA抛光轮）抛光，直至去除由于锯切造成的损伤层；再利用立式抛光机进行机械抛光，直至表面光亮，接近镜面；然后清洗表面，腐蚀，烘干。此时可以观察到试样低倍金相组织；利用金相显微镜可观测到清晰的高倍显微组织如图7（100х）、图8（200х）所示，为片层状α+β加工组织。

Claims

1.大规格钛及钛合金金相试样制备方法，其特征在于，包括取样、磨光、抛光、清洗、腐蚀、烘干和组织观测步骤；所述磨光是将锯切的试样固定，利用角向磨光机对其表面进行打磨；所述抛光是将打磨后的试样用立式抛光机进行机械抛光，直至表面光亮；所述腐蚀是使用蘸着腐蚀液的棉花球对样品表面进行擦拭；腐蚀液由体积比为1：3：5的氢氟酸、硝酸、水组成；所述取样，是利用锯床锯切10～20mm的钛或钛合金薄片试样；所述角向磨光机包括机体和设置在所述机体上的砂轮(1)，所述机体上还设有手持柄(2)、电机(4)和开关(3)，所述砂轮(1)为PVA轮；所述立式抛光机包括底座(6)，所述底座(6)上设有电机(4)和开关(3)，所述电机(4)轴上设有抛光轮(5)；角向磨光机的砂轮直径为230mm，立式抛光机的抛光轮直径为250mm。