一种快速检测近β钛合金原始β晶粒尺寸的方法与流程

本发明涉及金属材料检验，尤其涉及一种快速检测近β钛合金原始β晶粒尺寸的方法。

背景技术：

1、近β钛合金由于可加工性好、强塑性匹配优异等特点在航空、航天、石油、化工领域大量应用。近β钛合金在服役条件下的β相含量约占50％以上，原始β相尺寸对近β钛合金制品性能影响很大。一般来说，原始β相尺寸越小，其塑性越高、均匀性越好。在热加工过程中，主要通过单相区及两相区的反复镦拔减小原始β相尺寸。但是，钛合金棒坯或锻坯的锻造工艺后段均采用两相区锻造，由于晶界α相充分破碎，无法通过目视或金相检测直观的观察原始β相形貌，这给制备工艺的制定及优化带来困难。原始β相形貌可通过背散射电子衍射及配套的数据处理软件检测分析获得，但是该方法存在制样复杂、统计性差等缺点，无法在工业生产中大量应用。

技术实现思路

1、针对上述工艺的不足，本发明提供一种快速检测近β钛合金原始β晶粒尺寸的方法，通过特定的热处理及表面腐蚀后可实现近β钛合金原始β晶粒的直观观察及统计。

2、本发明提供了一种快速检测近β钛合金原始β晶粒尺寸的方法，所述方法包括如下步骤：

3、s1.将钛合金棒材或锻坯的低倍片依次经过加热、保温、冷却后，得到待检试样；

4、s2.将待检试样打磨，使用混合酸对表面进行抛光和侵蚀，用无水乙醇冲洗并吹干，得到处理后试样；

5、s3.观察处理后试样表面的β相晶粒尺寸。

6、在一些实施方式中，所述加热的温度为钛合金棒材或锻坯相变点温度以下2-20℃。

7、优选地，所述加热的温度为钛合金棒材或锻坯相变点温度以下10-20℃。

8、更优选地，所述加热的温度为钛合金棒材或锻坯相变点温度以下10-15℃。

9、在一些实施方式中，所述加热的设备温度均匀性≤5℃。

10、本发明不对加热的设备做特殊限定，可以使用本领域常用的设备，包括但不限于电阻炉。

11、在一些实施方式中，所述保温的时间为1-20min。

12、优选地，所述保温的时间为5-10min。

13、在一些实施方式中，所述打磨的粗糙度ra不大于2.5μm。

14、优选地，所述打磨的粗糙度ra不大于2.0μm。

15、更优选地，所述打磨的粗糙度ra不大于1.6μm。

16、在一些实施方式中，所述抛光使用硝酸和氢氟酸进行抛光。

17、在一些实施方式中，所述低倍片的厚度为20-30mm。

18、本发明所述的观察处理后试样表面的β相晶粒尺寸，可以通过目视观察或通过线切割切取金相试样后使用金相显微镜观察。

19、本发明中，在热处理保温过程中的原始β相几乎不发生再结晶及晶粒长大，冷却时原始β相晶粒内部形成方向单一的针状α相，在表面腐蚀后，由于不同方向的针状α相衬度不同，因此可显示原始β相晶粒的形貌，从而实现直观观察及统计。

20、现有技术cn103616268b检验钛合金原材料低倍组织缺陷的方法中同样采用了升温-降温-酸蚀-目视的检测步骤，与本发明的区别在于保温温度不同、保温时间不同。经实际实验发现，如果采用上述专利的温度和保温时间，大部分β相将发生再结晶，因此无法保留锻造后原始β相的形貌，也就无法检测其原始β相的尺寸。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、本发明使用的热处理方法能够保证原始β相形貌在热处理时不发生变化，在表面腐蚀后可实现近β钛合金原始β晶粒的直观观察及统计，更便于钛合金实际生产工艺的制定及优化。

技术特征：

1.一种快速检测近β钛合金原始β晶粒尺寸的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热的温度为钛合金棒材或锻坯相变点温度以下2-20℃。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加热的温度为钛合金棒材或锻坯相变点温度以下10-20℃。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述加热的温度为钛合金棒材或锻坯相变点温度以下10-15℃。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加热的设备温度均匀性≤5℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保温的时间为1-20min。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述保温的时间为5-10min。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述打磨的粗糙度ra不大于2.5μm。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述打磨的粗糙度ra不大于2.0μm。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述打磨的粗糙度ra不大于1.6μm。

技术总结
本发明涉及金属材料检验技术领域，尤其涉及一种快速检测近β钛合金原始β晶粒尺寸的方法，所述方法包括如下步骤：S1.将钛合金棒材或锻坯的低倍片依次经过加热、保温、冷却后，得到待检试样；S2.将待检试样打磨，使用混合酸对表面进行两次抛光，用无水乙醇冲洗并吹干，得到处理后试样；S3.观察处理后试样表面的β相晶粒尺寸。本发明使用的热处理方法能够保证原始β相形貌在热处理时不发生变化，在表面腐蚀后可实现近β钛合金原始β晶粒的直观观察及统计，更便于钛合金实际生产工艺的制定及优化。

技术研发人员：颜孟奇,吴泽浩,佟健博,黄驿胜,郭鹏达
受保护的技术使用者：中国航发北京航空材料研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15