Page 54 - 理化检验-物理分册2021年第九期

黄德明, 等: 不同类型钛及钛合金金相试样制备方法

图5 四步法磨抛的 TB5合金金相试样不同步骤的表面形貌

Fi g 5 Surfacemor p holo gy ofmetallo g ra p hicsam p leofTB5allo y underdifferentste p sb y four-ste pg rindin g and p olishin g

a rou g h g rindin g b fine g rindin g b rou g h p olishin g d fine p olishin g
的电极电位, 在浸蚀剂中, 形成极多微小的局部电 试样表面, 并及时用电吹风机吹干。通过大量试验验
池。具有较高负电位的一相成为阳极, 被溶入电解 证, 最终确定的不同类型钛合金浸蚀液 Kroll 试剂具

液中而逐渐凹下去; 具有较高正电位的另一相为阴 体配 比 为 工 业 纯 钛: 1 mL HF+3mLHNO 3 +

极, 保持原来的平面高度, 因而在显微镜下可清楚地 100mL蒸馏水; α 型钛合金: 1.5 mL HF+4 mL

看出合金的两相。对于多相合金, 如果一种浸蚀剂 HNO 3 + 100 mL 蒸 馏 水; β 型 钛 合 金:

不能将全部组织显示出来, 就应采用两种或更多的 4mLHF+6mLHNO 3+100mL 蒸馏水; α+ β 型

浸蚀剂依次浸蚀, 使之逐渐显示出各相 [ 8 ] 。 钛合金: 2mLHF+4mLHNO 3+100mL蒸馏水。

型钛
β 5 显微组织浸蚀效果
采用不同的浸蚀剂对α型、 型以及α+ β
合金进行浸蚀试验, 如体积分数为 0.5%~1.0% 的

氢氟酸水溶液浸蚀剂、 2mL 氢氟酸 +35g 草酸 + 图6为按照前述金相制样方法得到的部分钛合

5g 硝酸铁+200mL甲醇浸蚀剂、 克罗尔( Kroll ) 试 金的显微组织形貌。图6a ) 和图6f ) 分别为 TA1纯
剂等 [ 9-12 ] 。试验表明, 0.5%~1.0%氢氟酸水溶液浸 钛和 TB5合金的等轴组织; 图6b )、 图6c ) 和图6e )
蚀剂可以显示出纯钛单相 α试样组织的晶界, 但对 分别为 TA10 、 TA15 和 TC11 合金的网篮组织; 图

于两相的钛合金浸蚀效果不佳; 2mL氢氟酸+35g 6d ) 为 TC4合金的双态组织。由图 6 可见, 这些合

草酸+5g 硝酸铁 +200mL 甲醇浸蚀剂对钛和钛 金的显微组织无划痕, 晶界清晰, 无氧化色, 有效地

合金浸蚀效果不好, 晶界显示不清晰; Kroll试剂几 去除了变形黏结层干扰, 显示出钛及钛合金显微组
乎适用于所有钛和钛合金试样组织的浸蚀, 效果良 织的真实形貌, 制备的金相试样符合检验要求。
好。但对于不同类型钛合金, 需要通过试验进一步
6 结论
明确试剂配比, 以得到更好效果。
4.2 浸蚀方法 ( 1 )钛合金金相试样切割要采用超薄的金刚石

钛及钛合金的浸蚀剂都是有毒有害的化学试 切割片或者粒度为180目的砂轮切割片, 切割转速

剂, 特别是氢氟酸, 在使用时一定要避免浸蚀剂与身 为150~250r · min , 进给速度为0.5mm · min 。
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体直接接触 [ 3 , 6 ] 。抛光后的试样应立即浸蚀, 且擦蚀 切割的试样可直接使用磨抛机磨制。

比浸泡浸蚀的效果好, 主要是因为浸蚀形成的致密氧 ( 2 )不同类型钛或钛合金的金相试样磨抛只需
化膜会阻断钛与浸蚀剂的接触。擦蚀后用酒精清洗 采用“ 一磨两抛” 或“ 两磨一抛” 三步法工艺或“ 两磨
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