圆柱型钛合金样品α污染层平均厚度表征方法技术

技术编号:14477286 阅读:178 留言:0更新日期:2017-01-25 09:54
本发明专利技术涉及圆柱型钛合金样品α污染层平均厚度表征方法,属于金相组织检测技术领域。本发明专利技术解决的技术问题是提供一种测定圆柱型钛合金样品α污染层平均厚度表征方法。该方法利用α污染层与基体断口形貌不同的特点,采用断口法直接测定α污染层面积含量,无需进行金相样品的磨制及染色,然后圆面积计算公式与α污染层层面积含量关系间接计算出平均厚度。本发明专利技术能方便全面的表征污染层平均厚度,与其他技术相比,其更加直观、快捷、方便、高效、准确,可以实现精确地表征污染层平均厚度的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及圆柱型钛合金样品α污染层平均厚度表征方法,属于金相组织检测

技术介绍
由于钛合金具有高比强度、较宽的工作温度范围和优异的腐蚀抗力,在航空及宇航工业得以广泛应用。大型、薄壁、复杂、整体、精密铸件制造已经成为国外航空、航天飞行器用的钛合金精铸结构件制造技术的发展趋势,这类铸件整体结构性好,可靠性高,重量轻,在航空航天领域内有广阔的应用前景。随着适航认证体系的逐步建立和完善,对飞机零部件尤其是关键部位性能提出了更高的要求,因此铸件质量也相应提出了更高的要求。钛及钛合金的熔点高、热容量较大、导热率小及化学性质活泼的特点,使其在高温熔融状态下具有极高得化学活性,非常容易与所接触得铸型材料发生界面化学反应,导致钛和钛合金铸件产生各种铸造缺陷,如铸件表面污染层、气孔、针孔、疏松等,这些缺陷直接影响了铸件的质量和性能,表面α污染层作为一种表层缺陷对钛合金铸件性能影响较大。目前,钛及钛合金α污染层组织厚度的测量主要是采用国标GB/T26603-2009《钛及钛合金表面污染层检测方法》。该方法对钛及钛合金样品进行磨制后染色,然后在显微镜下观察整个α层,确定最严重视场测定结果为该样品α污染层厚度,该方法样品制备必须保证为线切割,且需进行磨制和染色,方法复杂,且在磨制过程中存在金相组织被破坏的风险,从而影响结果的准确性。此外,该方法测定的是α层最深处厚度,由于α层各区域厚度差异明显,最深处厚度不能完整表征整个样品表面α层信息,同时最深处厚度不能有效评价α污染层对产品性能的影响。因此,亟需一种新的测定钛合金样品α污染层平均厚度表征方法。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种测定圆柱型钛合金样品α污染层平均厚度表征方法。本专利技术圆柱型钛合金样品α污染层平均厚度表征方法,其步骤如下:a、获得包含α污染层的圆柱型钛合金人工断口;b、在体式显微镜下观察断口,调节亮度和对比度使α污染层呈亮白色,基体呈灰白色;c、在体式显微镜下拍摄包含整个断口形貌的彩色照片;d、分析彩色照片,测定其中α污染层百分含量;e、通过测定的α污染层含量与圆面积公式,间接计算α污染层平均厚度。优选的,所述钛合金为ZTC4钛合金。进一步的,优选将待测钛合金样品制备成包含原始α污染层的圆柱型拉伸试样,然后进行拉伸试验获得人工断口。作为优选方案,对拉伸试样进行酸洗后,再进行拉伸试验获得人工断口。优选的,体式显微镜采用平光源,调节亮度范围为0~40,对比度范围为80~100。优选的,拍摄彩色照片放大倍数为7.5~25倍。优选的,d步骤的具体操作为:用Micro-imageAnalysis&process专用软件中第二相含量测定程序,加载放大倍数,进行阀值分割提取待测物相,测定α污染层百分含量。与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:本专利技术利用α污染层与基体断口形貌不同的特点,采用断口法直接测定α污染层面积含量,无需进行金相样品的磨制及染色,然后圆面积计算公式与α污染层层面积含量关系间接计算出平均厚度。本专利技术能方便全面的表征污染层平均厚度,与其他技术相比,其更加直观、快捷、方便、高效、准确,可以实现精确地表征污染层平均厚度的目的。附图说明图1为本专利技术实施例1拍摄的原始样品的断口形貌照片。图2为本专利技术实施例2拍摄的酸洗样品的断口形貌照片。具体实施方式本专利技术圆柱型钛合金样品α污染层平均厚度表征方法,其步骤如下:a、获得包含α污染层的圆柱型钛合金人工断口;b、在体式显微镜下观察断口,调节亮度和对比度使α污染层呈亮白色,基体呈灰白色;c、在体式显微镜下拍摄包含整个断口形貌的彩色照片;d、分析彩色照片,测定其中α污染层百分含量;e、通过测定的α污染层含量与圆面积公式,间接计算α污染层平均厚度。优选的,所述钛合金为ZTC4钛合金。进一步的,a步骤采用如下方法制备得到人工断口:将待测钛合金样品制备成包含原始α污染层的圆柱型拉伸试样,然后进行拉伸试验获得人工断口。优选的,可对拉伸试样进行酸洗后,再进行拉伸试验获得人工断口。进一步的,b步骤中,所述体式显微镜采用平光源,调节亮度范围为0~40,对比度范围为80~100。体式显微镜可采用常规的体式显微镜,作为本专利技术的一个实施例,所述体式显微镜的型号为LeiCaM80。c步骤中,在体式显微镜下拍摄包含整个断口的彩色照片,保证拍摄的彩色金相图片包含全部的断口形貌,放大到一定倍数使图像清晰背景少为止,因此,图像放大倍数优选为7.5~25倍。d步骤可采用常规方法分析照片,得到α污染层百分含量。优选的具体操作为:用Micro-imageAnalysis&process专用软件中第二相含量测定程序,加载放大倍数,进行阀值分割提取待测物相,测定α污染层百分含量。α污染层含量测定完成后,即可进行步骤e,根据公式S=3.14*r2可计算出整个圆形样品面积S,将样品中基体部分看作一个等效圆形,可计算出等效圆面积S1,进而求出等效圆半径r1,圆形样品半径减去等效圆半径即为平均α层厚度D平,即D平=r-r1。下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步的描述,并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1机加工包含原始α污染层的M12的ZTC4钛合金圆柱型拉伸样品,采用(WEW-600)型万能实验机在室温下进行拉伸实验获得拉伸断口,将制备好的拉伸断口在LeiCaM80体式显微镜平光源下观察断口形貌,调节亮度10,对比度90,调节焦距使污染层呈现白亮色,基体为灰白色,拍摄包含整个断口形貌的彩色照片,详见图1。打开Micro-imageAnalysis&process专用软件中第二相含量测定程序,加载放大倍数,进行阀值分割提取待测物相,测定图片中α污染层百分含量4.3%,扣除图片中背景后即为样品中α污染层面积含量为7.8%,根据公式S=3.14*r2可计算出整个圆形样品面积S,将样品中基体部分看作一个等效圆形,可计算出等效圆面积S1,进而求出等效圆半径r1,圆形样品半径减去等效圆半径即为平均α层厚度D平。由前测定结果可知α层百分含量为7.8%,基体百分含量为92.2%,可计算出S为45.34mm2,S1为41.81mm2、r1为3.65mm、D平为0.15mm。实施例2机加工包含原始α污染层的M12的ZTC4钛合金圆柱型拉伸样品,在氢氟酸、硝酸水溶液中酸洗20min获得含部分α污染层拉伸样品,采用(WEW-600)型万能实验机在室温下进行拉伸实验获得拉伸断口,将制备好的拉伸断口在LeiCaM80体式显微镜平光源下观察断口形貌,调节亮度20,对比度80,调节焦距使污染层呈现白亮色,基体为灰白色,拍摄包含整个断口形貌的彩色照片,详见图2。打开Micro-imageAnalysis&process专用软件中第二相含量测定程序,加载放大倍数,进行阀值分割提取待测物相,打开Micro-imageAnalysis&process专用软件中第二相含量测定程序,加载放大倍数,直接进行阀值分割提取待测物相,测定图片中α污染层百分含量1.9%,扣除图片中背景后即为样品中α污染层面积含量为3.4%,根据公式S=3.14*r2可计算出整个圆形样品面积S,将样品中基体部分看作一个等效圆形,可计算出等效圆面积S1,本文档来自技高网...
圆柱型钛合金样品α污染层平均厚度表征方法

【技术保护点】
圆柱型钛合金样品α污染层平均厚度表征方法,其特征在于,其步骤如下:a、获得包含α污染层的圆柱型钛合金人工断口;b、在体式显微镜下观察断口,调节亮度和对比度使α污染层呈亮白色,基体呈灰白色;c、在体式显微镜下拍摄包含整个断口形貌的彩色照片;d、分析彩色照片,测定其中α污染层百分含量;e、通过测定的α污染层含量与圆面积公式,间接计算α污染层平均厚度。

【技术特征摘要】
1.圆柱型钛合金样品α污染层平均厚度表征方法,其特征在于,其步骤如下:a、获得包含α污染层的圆柱型钛合金人工断口;b、在体式显微镜下观察断口,调节亮度和对比度使α污染层呈亮白色,基体呈灰白色;c、在体式显微镜下拍摄包含整个断口形貌的彩色照片;d、分析彩色照片,测定其中α污染层百分含量;e、通过测定的α污染层含量与圆面积公式,间接计算α污染层平均厚度。2.根据权利要求1所述的圆柱型钛合金样品α污染层平均厚度表征方法,其特征在于:所述钛合金为ZTC4钛合金。3.根据权利要求1或2所述的圆柱型钛合金样品α污染层平均厚度表征方法,其特征在于:将待测钛合金样品制备成包含原始α污染层的圆柱型拉伸试样,然后进行拉伸试验获得人工断口。4.根据权利要求3所述的圆...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈容
申请(专利权)人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
类型:发明
国别省市:四川;51

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