Page 44 - 理化检验-物理分册2023年第七期
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朱 昊, 等: Ti3Zr2Sn3Mo25Nb钛合金表面细晶的表征方法
主。密 排 六 方 晶 格 α-Ti 相 的 层 错 能 较 高 性变形层为非晶结构, 且点阵呈现同心圆。时效处
( 300mJ / m ), 钛合金内部易发生 α-Ti相在体心 理可以强化晶粒的弥散性, 提高钛合金的强度, 降低
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立方 -Ti 相晶面上滑移。 其弹性模量, 从而减小应力障碍。超声冲击后, 近
β β
2.2 透射电镜分析 型 Ti3Zr2Sn3Mo25Nb钛合金表面形成细晶的主要
在超声冲击后钛合金的表面取样, 采用聚焦离 原因是位错滑移。
子束制备试样, 试样尺寸约为 4.2 μ m×6.1 μ m ( 长
度×宽度)。减薄后上边缘的厚度为 97.13nm , 试
样中间制备一个宽度约为0.5 μ m 的竖向高透光区
域( 见图3 )。采用 TEM 对试样进行分析, 结果如图
4所示。由图4 可知: 钛合金表面获得了均匀的非
晶团簇, 直径约为几纳米; 晶粒碎化后, 表面晶格常
数约为2 μ m , 较初始值略低; 与表面距离为4 μ m 处
的α-Ti 相弥散性较好, 且在体心立方 -Ti 相晶面上
β
可观察到较密集的滑移线; 电子衍射点阵显示强塑
图3 TEM 试样中的竖向高透光区域微观形貌
图4 超声冲击后钛合金表面的 TEM 分析结果
2.3 电子背散射衍射分析
采用 EBSD 对钛合金表面进行小步长扫描, 步
长为0.035 μ m , 分析结果如图 5 所示。由图 5 可
知: 钛合金表面可见非晶、 细晶; 当与钛合金表面的
距离大于15 μ m 时, 可观察到连续理想的晶体, 该
结果可与 SEM 分析结果相印证; 主要观察到的是
接近初始尺寸的变形粗晶, 细晶变形层和粗晶变形
层的界线不明显。
图6为钛合金表面晶体在不同特征方向的反极
图, 可见超声冲击改性后, 钛合金表面晶体取向在 y 方 图5 钛合金表层的 EBSD分析结果
向{ 111 } 等晶面密度增大, 垂直于该方向的强度逐渐减 小。说明超声冲击引起表面塑性变形的主滑移面方向
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