[發明專利]具有α相和β相的雙相鈦合金的污染檢測方法

有效

• 申請號: 201080038619.1
• 申請日: 2010-07-27
• 公開（公告）號: CN102498396A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 吉勒斯·伯薩德
• 申請（專利權）人: 斯奈克瑪
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20;C22C14/00
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 萬學堂

技術領域

本發明涉及具有α相和β相的雙相型鈦合金的污染檢查方法。

背景技術

α相是大多鈦(Ti)合金中存在的一個相，對應于Ti原子的密排六方晶格。

包括α相的鈦合金很容易被其接觸到的其它化學元素污染。例如它們容易被氣體(例如，氧氣、氮氣、氫氣和鹵族氣體)污染。由于反應動力學，當物質暴露于500℃附近或更高的溫度時這種污染通常是可見的。這種污染導致鈦合金的裸露表面變脆，從而造成其機械特性變壞。

這是在制造過程中在真空中執行對鈦合金所進行的熱處理的原因，即，暴露于濃度非常低的氣體，鈦合金的表面不會被污染。。

盡管采取了這些措施，仍然可能發生合金的表面污染。因此，重要的是來證實是否存在污染。目前有多種技術用于檢測表面污染。

第一種檢測技術包括對合金進行化學分析。在現有的方式中，利用微探針來進行該化學分析。該技術繁瑣且并不十分可靠，但該技術是定性的(給出了污染程度的測量)。

第二種方法是機械測試。舉例而言，以現有的方式，對合金制成的帶凹口的牽引測試件進行測試直至其破裂。該技術繁瑣、不可靠而且是定性的。可選地，以現有的方式，可以使用合金的薄板材，折疊該板材直到出現裂縫為止。該技術僅僅是定性的。

第三種技術包括檢驗鈦合金的微結構。在圖5中示意性示出了該已知技術的步驟。切割由合金制成的部件的樣品(步驟a))使得切割表面2成為部件的外表面1。然后拋光切割表面2的區域4，所述區域4位于樣品的邊緣50附近，該邊緣50與部件的外表面1共用的，然后對所述區域4連續施加以下物質：第一化學試劑；以及后續的第二化學試劑(步驟b))。這些化學蝕刻用途試劑用于展現合金的微結構。然后在光學顯微鏡下觀察樣品的邊緣以便檢測是否存在白色邊沿10(步驟c))。

圖6是從光學顯微鏡中看到的×500的放大倍數的顯微照片，示出了被氧氣污染的TA6Zr4DE鈦合金片的切割表面。可以看到沿著樣品的邊緣50存在白色邊沿10。已知這種白色邊沿10是合金的表面已經被氣體污染的標記。污染的深度取決于該白色邊沿10的寬度。

然而，該金相檢驗的技術有時相對不精度。采用僅僅基于視覺上評估白色邊沿與相鄰的較暗灰色部分之間反差的方式的改變粒度和檢測污染阻止了精確測量白色邊沿的厚度，因此，該技術不總是能夠精確地得知污染的程度。

此外，該技術不適用于某些鈦合金，例如TA5CD4。因此，圖2是示出了從光學顯微鏡中看到的被氧氣污染的TA5CD4鈦合金的切割表面的顯微照片，其中，沿著樣品的邊緣50看不到白色邊沿。

發明內容

本發明旨在解決這些缺點。

本發明旨在提供一種如下的方法：能夠確定鈦合金是否被外來氣體化學元素污染，該方法可以應用于所有具有α相和β相的雙相型鈦合金且能夠更精確地測量污染。

通過下列事實來實現了該目的，即上述方法包括如下的步驟：

a)切割所述合金制成的部件的樣品；

b)制備所述樣品的切割表面的區域，所述區域位于所述樣品的邊緣附近，所述區域與所述部件的外表面共用所述邊緣，從而能夠觀察到所述區域；

c)以高于×5000的放大倍數觀察所述區域的α相；

d)確定所述樣品的所述邊緣的相鄰第一區的α相中是否存在顆粒；以及

e)如果在所述相鄰區的α相中發現不存在顆粒而在所述相鄰區之外的α相中存在顆粒，則得出結論所述合金已經被氣體污染。

利用這些方法，可以可靠地確定具有α相和β相的雙相型鈦合金是否被外來氣體化學元素污染，而與鈦合金無關。此外，觀察步驟所采用的放大倍數較大，使得可以精確地測量污染，這是因為無顆粒的區與有顆粒的區之間的界限由此得到良好限定。

優選地，制備鈦合金樣品的區域的步驟包括對所述區域進行拋光然后用單一試劑化學蝕刻所述區域。

從而，制備鈦合金樣品的表面不需要使用兩種試劑。因此使得樣品的檢驗更加簡單和可靠。

附圖說明

通過閱讀以非限制性實例的方式給出的實施例的以下詳細描述將更好地理解本發明并更好地呈現本發明的優點。說明參考了以下附圖，其中：

圖1是本發明方法的各步驟的示意圖；

圖2示出了在光學顯微鏡中看到的被氧氣污染的TA5CD4鈦合金的切割表面的顯微照片；

圖3示出了在掃描電子顯微鏡中以更高放大倍數看到的圖2中TA5CD4鈦合金的切割表面的顯微照片；

圖4是圖3所示微結構的示意圖；