CN110161069A - 改变钛合金组织状态的实验方法 - Google Patents

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谢乐春
刘畅
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Abstract

本发明公开了一种改变钛合金组织状态的实验方法，1)将棒状钛合金原材料加工成圆柱体的钛合金样品并去除表面氧化层，使钛合金样品两端面与电脉冲处理设备两电极完全接触，根据钛合金样品物理参数和形状选取合适的电脉冲处理参数，对钛合金样品进行电脉冲处理；2)钛合金样品电脉冲处理完且冷却后，去除表面氧化层，切割钛合金样品并采用热镶嵌方法制得金相试样，对金相试样进行打磨、抛光和清洗，最后用扫描电子显微镜表征分析钛合金样品组织状态，对比分析电脉冲处理前后钛合金样品的组织状态变化。该方法能改变钛合金内部组织状态并取得验证，改善了钛合金的综合性能。

Description

改变钛合金组织状态的实验方法
技术领域
本发明属于钛合金领域，具体涉及一种改变钛合金组织状态的实验方法。
背景技术
钛合金是一种工业优选材料，具有强度高、耐腐蚀性好、耐热性高等特点，在航空航天、医学和汽车等领域广泛应用。钛合金主要包含α相和β相，其组织形态可分为以下三类：α合金，(α+β)合金和β合金。由于存在两种不同的相，不同形态的相含量百分比对钛合金的性能有一定的影响，晶粒大小、晶粒形状、形貌和微观组织的分布等决定了钛合金的性能和应用，对钛合金组织状态进行优化、研究和分析，可改善其疲劳性、耐磨性、塑性、冲击韧性和硬度等性能，此外，钛合金在加工和后处理阶段，会出现局部缺陷，有研究者尝试着用不同的方法来改善其内部组织缺陷，从而提高其力学性能。因此，提出不同的处理方法来改变钛合金的组织状态，尤其是提出改变钛合金组织状态的实验方法，从而验证改变效果，对于改善钛合金的综合性能具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种改变钛合金组织状态的实验方法，该方法能改变钛合金内部组织状态并取得验证，改善了钛合金的综合性能。
本发明所采取的技术方案是：
一种改变钛合金组织状态的实验方法，包括步骤：1)将棒状钛合金原材料加工成圆柱体的钛合金样品并去除表面氧化层，使钛合金样品两端面与电脉冲处理设备两电极完全接触，根据钛合金样品物理参数和形状选取合适的电脉冲处理参数，对钛合金样品进行电脉冲处理；2)钛合金样品电脉冲处理完且冷却后，去除表面氧化层，切割钛合金样品并采用热镶嵌方法制得金相试样，对金相试样进行打磨、抛光和清洗，最后用扫描电子显微镜表征分析钛合金样品组织状态，对比分析电脉冲处理前后钛合金样品的组织状态变化。
在步骤1)中，棒状钛合金原材料通过线切割方法加工成圆柱体的钛合金样品。
在步骤1)和步骤2)中，钛合金样品通过砂纸打磨去除表面氧化层。
在步骤2)中，用线切割方法将钛合金样品沿中心轴线对称切割并采用热镶嵌方法制得金相试样。
在步骤2)中，金相试样通过从粗到细的砂纸依次进行打磨，通过OPS抛光液进行抛光，通过酒精超声波进行清洗。
本发明的有益效果是：
该方法能改变钛合金内部组织状态并取得验证，改善了钛合金的综合性能。
附图说明
图1是本发明实施例中钛合金样品尺寸和相组织表征位置的示意图。
图2电脉冲处理前后钛合金样品相组织的SEM(扫描电子显微镜)图，其中a是电脉冲处理前，b是电脉冲处理后。
具体实施方案
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
一种改变钛合金组织状态的实验方法，包括步骤如下：1)将棒状钛合金TC11原材料(本实验还适用于其它α+β型钛合金组织状态改变，其方法与上述实例相同，效果也相同，在此不逐一列举实例)用线切割方法加工成Φ5×10mm圆柱体的钛合金样品，通过砂纸打磨去除表面氧化层，使钛合金样品两端面与电脉冲处理设备(国产DNQ-150型)两电极完全接触，根据钛合金样品物理参数和形状选取合适的电脉冲处理参数(脉冲电流70A、作用时间0.08s)，对钛合金样品进行电脉冲处理；2)钛合金样品电脉冲处理完且冷却后，取下钛合金样品，通过砂纸打磨去除表面氧化层，用线切割方法将钛合金样品沿中心轴线对称切割(切割后钛合金样品如图1所示)并采用热镶嵌方法制得金相试样，通过240#、600#、1200#、4000#的砂纸依次打磨金相试样，通过OPS抛光液抛光金相试样，通过酒精超声波清洗金相试样，最后用扫描电子显微镜表征分析钛合金样品组织状态(表征区域如图1所示)，对比分析电脉冲处理前后钛合金样品的组织状态变化：如图2所示，钛合金TC11组织存在α相和β相，在电子显微镜下α相呈现灰色，β相呈现白色，从图2可知，处理前钛合金样品内部组织(a)中白色β相内部存在许多细小针状的α相，处理后钛合金样品组织(b)中白色β相中细小针状α相消失，只有极少量的α相残留于β相中，因此，对比电脉冲处理前后SEM图发现，处理后钛合金样品组织的灰色含量相对于处理前明显减少，而白色部分含量明显增加，表明电脉冲处理后钛合金内部的α相向β相出现转变，有明显的相变发生。
综上可知，电脉冲处理钛合金时，可以在室温下明显改变钛合金的α相和β相的含量，达到改变钛合金内部组织状态的目的。因此，该方法能改变钛合金内部组织状态并取得验证，改善了钛合金的综合性能。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种改变钛合金组织状态的实验方法，其特征在于：包括步骤，1)将棒状钛合金原材料加工成圆柱体的钛合金样品并去除表面氧化层，使钛合金样品两端面与电脉冲处理设备两电极完全接触，根据钛合金样品物理参数和形状选取合适的电脉冲处理参数，对钛合金样品进行电脉冲处理；2)钛合金样品电脉冲处理完且冷却后，去除表面氧化层，切割钛合金样品并采用热镶嵌方法制得金相试样，对金相试样进行打磨、抛光和清洗，最后用扫描电子显微镜表征分析钛合金样品组织状态，对比分析电脉冲处理前后钛合金样品的组织状态变化。
2.如权利要求1所述的改变钛合金组织状态的实验方法，其特征在于：在步骤1)中，棒状钛合金原材料通过线切割方法加工成圆柱体的钛合金样品。
3.如权利要求1所述的改变钛合金组织状态的实验方法，其特征在于：在步骤1)和步骤2)中，钛合金样品通过砂纸打磨去除表面氧化层。
4.如权利要求1所述的改变钛合金组织状态的实验方法，其特征在于：在步骤2)中，用线切割方法将钛合金样品沿中心轴线对称切割并采用热镶嵌方法制得金相试样。
5.如权利要求1所述的改变钛合金组织状态的实验方法，其特征在于：在步骤2)中，金相试样通过从粗到细的砂纸依次进行打磨，通过OPS抛光液进行抛光，通过酒精超声波进行清洗。
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