CN103616397B - 无损快速测定β型钛合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无损快速测定β型钛合金的方法，采用铜为材料制作出两个探头，将其中一个探头被加热至150-400℃，使加热的探头与待检测的金属材料的表面接触，并组成回路，检测回路中的电势差，当回路中的电势差为0.78-2.0mv时，则确定待检测的金属成品制件为材料为β型钛合金。本发明利用金属材料的塞贝克效应，采用铜作为热端探头，将加热的探头与待检测的金属材料组成回路，并检测回路中的电势差，从而判断待检测的金属材料是否是β型钛合金，完全改变测定金属材料的传统分析方法如化学成分分析法、金相法等，无需将检测的试样搬运至实验室，也不会对检测的试样造成损伤，在极大的提高了检测效率的同时，保证了检测的安全性，特别是针对零件成品，在无需非常严格的材料成分检测中，能发挥积极效果。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料领域，尤其是一种无损快速测定β型钛合金的方法。
背景技术
正确使用金属材料对其充分发挥材料的使用性能及提高产品的寿命是不言而喻的。因此对金属材料的种类就必须进行分析测定。最常见的分析检测方法有化学成分分析发、火花打磨鉴定法及金相观察法。
随着我国科学技术的迅速发展，航天、航空等技术有了显著进步，在这些技术领域中，对产品零部件的材料有着严格的要求。然而，产品在生产过程中可能会有材料出错的时候，例如，在需要使用β型钛合金时，若不慎混入了α型钛合金、双相钛合金、甚至其它金属材料时，而且在已经生产了大量的成品后才发现产品有混料的现象，此时，若将所有产品都进行报废势必造成严重浪费。而采用现有的检测方法对产品的成分进行检测的话，不仅效率低，而且会损伤产品。因此，现有的检测方法无法对成品零部件进行有效的检测。
发明内容
本发明的目的是：提供一种无损快速测定β型钛合金的方法，它能在常见的金属材料中，快速测定出β型钛合金，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：无损快速测定β型钛合金的方法，采用铜为材料制作出两个探头，将其中一个探头加热至150-400℃，使加热的探头与待检测的金属材料的表面接触，并组成回路，检测回路中的电势差，当回路中的电势差为0.78-2.0mv时，则确定待检测的金属材料为β型钛合金。
探头的温度与回路中的电势差的关系是，探头为150℃时，回路中的电势差为0.78-0.81
mv，探头为200℃时，回路中的电势差为1.09-1.12
mv，探头为250℃时，回路中的电势差为1.35-1.39
mv，探头为300℃时，回路中的电势差为1.66-1.70
mv，探头为400℃时，回路中的电势差为1.97-2.0mv。
本发明的原理是：根据金属材料的热电性能，即当金属材料在两端存在温度差时就会产生热电势，不同成分的金属材料在相同温差下产生的热电势也不一样，所以两种不同成分的金属导体组成闭合回路，在接点两端存在温度差时,回路中就存在热电势并有热电流通过，这就是所谓的塞贝克效应。
因此，只要设定温度差和一种已知的金属材料（标准试样），通过测定其组成的回路中的电势差，就可以判断另一种未知的金属材料。
本发明就是利用上述原理，在相对稳定的温度差下，固定一个探头的材料（标准试样），利用铜制的探头和待测材料的电势差来分辨待测材料是否是β型钛合金。由于同一类型钛合金的性能比较接近，所以在分辨不同材料牌号的β型钛合金时有一定难度，因此本发明适用于对β型钛合金的具体牌号要求不高的场合。
且根据发明人研究发现，检测时的温度太低，会导致电势差不明显，分辨困难。然而，检测的温度越高，即温度差越大，其检测的数值也更能体现各种材料之间的差异，但是，当温度高于400℃以上后，测试的数值反而产生漂移，发明人发现，这是由于探头的表面在高温下出现氧化现象导致，而且，高温不利于现场使用，且保温困难，安全性也差。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明利用金属材料的塞贝克效应，采用铜作为热端探头，将加热的探头与待检测的金属材料组成回路，并检测回路中的电势差，从而判断待检测的金属材料是否是β型钛合金，完全改变测定金属材料的传统分析方法如化学成分分析法、金相法等，无需将检测的试样搬运至实验室，也不会对检测的试样造成损伤，在极大的提高了检测效率的同时，保证了检测的安全性。特别是针对成品零件的混料问题，此时在难以进行严格的材料成分分析情况下，又需要明确零件材料的种类，采用本发明即可测定零件的材料是否为β型钛合金，而且检测过程不会对零件造成损伤，也无需将装配好的部件拆卸下来，特别能发挥非常积极的效果。本发明不仅对民用领域的材料使用有显著效果，而且对国防军工产品的正确使用、对已经装配到重要军事装备上的混料产品的快速无损分辨上，确保其产品的装备质量安全具有非常重要的意义。本发明思路新颖，操作快捷，结果准确，效益显著，使用效果好。
具体实施方式
本发明的实施例1：无损快速测定β型钛合金的方法，采用铜为材料制作出两个探头，将其中一个探头被加热至150℃，待检测的金属材料为β型钛合金TB3，使加热的探头与待检测的金属材料的表面接触，并组成回路，检测得带回路中的电势差为0.78mv。
本发明的实施例2：无损快速测定β型钛合金的方法，采用铜为材料制作出两个探头，将其中一个探头被加热至200℃，待检测的金属材料为β型钛合金TB5，使加热的探头与待检测的金属材料的表面接触，并组成回路，检测得知回路中的电势为1.10mv。
本发明的实施例3：无损快速测定β型钛合金的方法，采用铜为材料制作出两个探头，将其中一个探头被加热至250℃，待检测的金属材料为β型钛合金TB7，使加热的探头与待检测的金属材料的表面接触，并组成回路，检测得知回路中的电势为1.39mv。
本发明的实施例4：无损快速测定β型钛合金的方法，采用铜为材料制作出两个探头，将其中一个探头被加热至300℃，待检测的金属材料为β型钛合金TB8，使加热的探头与待检测的金属材料的表面接触，并组成回路，检测得知回路中的电势为1.68mv。
本发明的实施例5：无损快速测定β型钛合金的方法，采用铜为材料制作出两个探头，将其中一个探头被加热至400℃，待检测的金属材料为β型钛合金TB9，使加热的探头与待检测的金属材料的表面接触，并组成回路，检测得带回路中的电势差为2.0mv。
本发明的实施例6：无损快速测定β型钛合金的方法，采用铜为材料制作出两个探头，将其中一个探头被加热至150℃，待检测的金属材料为α型钛合金TA1，使加热的探头与待检测的金属材料的表面接触，并组成回路，检测得知回路中的电势为0.48mv。
本发明的实施例7：无损快速测定β型钛合金的方法，采用铜为材料制作出两个探头，将其中一个探头被加热至250℃，待检测的金属材料为双相钛合金TC19，使加热的探头与待检测的金属材料的表面接触，并组成回路，检测得知回路中的电势为2.21mv。
本发明的实施例8：无损快速测定β型钛合金的方法，采用铜为材料制作出两个探头，将其中一个探头被加热至300℃，待检测的金属材料为合金高速钢W18Cr4V，使加热的探头与待检测的金属材料的表面接触，并组成回路，检测得知回路中的电势为3.8mv。
本发明的实施例9：无损快速测定β型钛合金的方法，采用铜为材料制作出两个探头，将其中一个探头被加热至400℃，待检测的金属材料为奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti，使加热的探头与待检测的金属材料的表面接触，并组成回路，检测得知回路中的电势为3.92mv。
按照本发明的技术方案，将β型钛合金与几种常用的金属材料在不同温度下进行检测，结果如表1所示。
表1
表1中各项检测数值是在多次试验后，去掉漂移过大的值后，取数据的平均值。
根据表1的测试数据可以得知，采用本发明的技术方案，可快速准确的将β型钛合金与其余常用的金属材料区分开。
Claims (1)
1.一种无损快速测定β型钛合金的方法，其特征在于：采用铜为材料制作出两个探头，将其中一个探头加热至150-400℃，使加热的探头与待检测的金属材料的表面接触，并组成回路，检测回路中的电势差，当回路中的电势差为0.78-2.0mv时，则确定待检测的金属材料为β型钛合金；探头的温度与回路中的电势差的关系是，探头为150℃时，回路中的电势差为0.78-0.81 mv，探头为200℃时，回路中的电势差为1.09-1.12 mv，探头为250℃时，回路中的电势差为1.35-1.39 mv，探头为300℃时，回路中的电势差为1.66-1.70 mv，探头为400℃时，回路中的电势差为1.97-2.0mv。
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