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材料概述
制备指南

制样中的要点:

1、切割

    与其它金属比,钛的导热率相对较低,所以切割试样时必须采用水冷,以防止局部过热。此外,还应减小切割片的切割速率和进给速率。材料有软硬之分,除了碳化硅切割片外,也可以采用粘结强度相对较弱的树脂金刚石切割片进行切割。

      

                                                               碳化硅树脂切割片                                                                                     树脂金刚石切割片

2、镶嵌

     钛及钛合金一般采用冷镶。热镶法除了介稳定的β相会分解外,还可能产生氢污染,因为在热状态下镶嵌材料中氢可能向试样扩散,成其是α相量高的试样,由于氢在α相中的溶解度极小,当温度升高时溶解度上升,冷却时溶解度下降会析出细小弥散的钛的氢化物。

      

                                                               钛合金镶样                                                                                     MC003免真空清透冷镶嵌套装

3、磨抛

    钛合金常用机械抛光方法制样,需要控制好压力、转速。

    最后抛光通常采用多次短时重复进行。

    高纯钛由于容易产生表层变形,一般采用电解抛光方法才能避免变质层产生。

磨抛步骤

粗磨

精磨

金刚石粗抛

金刚石精抛

金刚石终抛/氧化物抛光

1

表面

SiC砂纸

SiC砂纸

PCY羊毛

PCE长绒

PCX氯丁橡胶

2

磨粒粒度

320#

800#1200#4000#

3μm

1μm

0.04μm

3

抛光/

润滑液

DS001高性能多晶金刚石悬浮液

DS001高性能多晶金刚石悬浮液

SiS001-JP 二氧化硅精抛光液

4

压力

30N

25N

25N

20N

15N

5

转速

300

300

150

150

150

6

时间

1

2

3~5

2~3

2~5

    以上推荐参数取自:自动磨抛机Smoothneer-6 上Ф250 mm 工作盘的Ф30 mm 的钛合金样品的制备方法。

浸蚀

钛合金通常采用化学侵蚀,侵蚀剂可根据合金成分、状态及要求来选择。在钛合金侵蚀用的试剂中,几乎都含有一定深度的氢氟酸和硝酸、氢氟酸起腐蚀作用,硝酸使腐蚀表面洁净光亮。试剂有水、酒精、甘油、乳酸等。氢氟酸水溶剂液试剂侵蚀速度快,难以控制侵蚀程度;酒精、甘油、乳酸等溶剂起缓蚀作用。

常用的钛及钛合金化学浸蚀试剂如下:

序号

名称

组成

试用范围

备注

1

氢氟酸硝酸水溶液

氢氟酸               2(体积)

硝酸                   1(体积)

                    17(体积)

钛及钛合金克氏试剂

Kroll试剂)

浸入法30~60s

2

氢氟酸饱和草酸溶液

氢氟酸                       4ml

饱和草酸溶液         196ml

钛及钛合金

浸入法30~60s

3

氢氟酸硝酸甘油

氢氟酸                       5ml

硝酸                          5ml

甘油                        15ml

钛及钛合金

浸入法30~60s

 

钛和钛合金电解抛光液如下:

序号

配方

电解抛光条件

1

甲醇                                       630ml

丁醇                                         50ml

乙二醇丁醚                             260ml

乙酸                                           2ml

高氯酸                                      60ml

电压25V~40V,时间10s~30s

2

高氯酸                                      78ml

蒸馏水                                    120ml

乙醇                                       700ml

乙二醇丁醚                             100ml

电压40V±1V,时间大约5s

组织赏析

 

TA1板材退火后组织 

TC4 3D打印钛合金

 

 

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