Sonde microscopique en alliage de titane - - - titane pur ta1 avec alliage de titane TC4

Préface

Dans les domaines de l'aérospatiale, de la biomédecine et de la fabrication, les alliages de titane sont reconnus comme « métal de l'espace» et « métal de la mer» pour leur rapport résistance - poids, leur excellente résistance à la corrosion et leur biocompatibilité. Les propriétés macroscopiques du matériau sont enracinées dans son organisation microscopique, révélant avec précision la microstructure de l'alliage de titane pur ta1 avec TC4, la clé pour évaluer la qualité de son processus et prédire les performances en service. Dans ce numéro, nous analyserons en profondeur les défis et les solutions de ces deux types de titane typiques dans les échantillons métallographiques.

Préparation des points difficiles

Préparation métallographique du titane et de ses alliages, la difficulté réside dans le « caractère» physico - chimique spécial du matériau lui - même.

Haute plasticité:Il est facile de produire des couches de déformation graves, des jumeaux et des phénomènes de « collage» lors du broyage mécanique, masquant les tissus réels.

Mauvaise conductivité thermique:La chaleur produite par le broyage d'un cinquième seulement de l'acier n'est pas facilement dissipée, ce qui peut entraîner une surchauffe locale, provoquer des changements tissulaires ou approfondir la couche déformée.

Ces caractéristiques exigent que le processus d'échantillonnage abandonne le « schéma général» et passe à la raffinement et à la personnalisation.

Ta1 préparation d'échantillons de titane pur

Ta1 en tant que titane pur industriel, l'objectif principal de son observation métallographique est d'obtenir un tissu matriciel pur sans twin, sans rayures et avec des joints de grains clairs, qui sert de base à la classification de la taille des grains. Pour cet échantillon, nous avons donc développé la solution suivante.

Broyage:

AdoptionPolissage progressif à pression réduiteDe broyage grossier à polissage fin, réduire la charge étape par étape (par exemple de 20N à 1n) et coopérer avec le polissage par une suspension de diamant grossière à fine avec une suspension de silice finale, tout en broyant efficacement le polissage, réduire la déformation mécanique.

“Polissage alternatif - immersion - polissage« le cycle. En dissolvant légèrement la couche de déformation de la couche superficielle par immersion chimique, puis en éliminant les produits de réaction avec une charge extrêmement légère, vous pouvez éliminer efficacement les jumeaux résiduels et les lignes de dislocation, révélant les joints de grain réels.

Observations microscopiques:

Un échantillon de ta1 préparé par un procédé optimisé, les grains étant aplatis en champ clair et les rayures disparaissant, comme illustré; En polarisant, en utilisant l'Anisotropie du titane, le contraste des grains est remarquable et les joints de grains sont bien définis, fournissant une bonne base pour des mesures précises.

Champ d'essai 100 fois

Champ d'essai 200 fois

échantillon polarisé 100 fois

Polarisant l'échantillon 200 fois

Préparation d'échantillon d'alliage de titane TC4

TC4 (Ti - 6Al - 4V) en tant qu'alliage de titane biphasé Alpha + bêta largement utilisé, son analyse métallographique doit être satisfaite simultanément: résolution claire de la phase Alpha primaire isoaxiale, transformation de la matrice bêta et observation de l'évolution des tissus dans la zone de soudure.

Broyage:

Un processus de polissage automatique raffiné est également utilisé pour préparer une surface plane et non perturbée pour l'observation de la corrosion. Pour les caractéristiques de dureté supérieure TC4, il est nécessaire d'ajuster la séquence et le temps de broyage des médias.

Corrosion:

SélectionRéactifs KrollEffectuer la corrosion. En contrôlant le temps avec précision, la phase bêta est légèrement altérée, ce qui contraste fortement avec la phase Alpha blanche brillante en champ clair.

Observations microscopiques:

Champ clair: utilisé pour observer l'aspect alpha, la taille et la distribution.

Polarisant: pour certaines orientations de la phase alpha, l'énergie polarisante présente un contraste de couleur magnifique, montrant plus visuellement l'orientation du grain et la texture.

Alliage de titane TC4 champ CLAIR 100 fois

Alliage de titane TC4 champ CLAIR + polarisant 200

Alliage de titane TC4 champ clair 500 fois

Après la corrosion de l'alliage de titane TC4 par le réactif Kroll, la phase Alpha sous champ clair (blanc brillant) contraste clairement avec le tissu de transition bêta (noir foncé); L'organisation sous polarisation est colorée et clairement orientée.

Résumé

1. Le titane pur a une texture douce, un grand facteur de frottement et une faible conductivité thermique, il est facile de produire des jumeaux de déformation et des couches de liaison lors du broyage, ce qui entraîne une illusion de tissu microscopique qui masque le tissu réel;

2. Après l'élimination complète des rayures de surface de titane pur, il y aura également des dislocations de flocons noirs à l'intérieur des cristaux et des jumeaux cristallins, en alternant polissage - immersion - polissage et en augmentant le temps de polissage fin, vous pouvez éliminer efficacement les jumeaux et le flux de métal;

3. Lors de l'immersion, l'utilisation de la méthode d'essuyage par immersion permet d'obtenir des joints de grains plus propres et une topographie intracristalline.

4. Après le meulage de l'échantillon d'alliage de titane, les joints de grain évidents peuvent être observés sous la polarisation; Après la corrosion, bien qu'il ne soit pas facile d'observer la soudure, mais la différence de taille des grains entre les côtés droit et gauche de la soudure est plus prononcée, la taille moyenne des grains du côté gauche est un peu plus petite, peut également être observée sous la polarisation.