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钛合金锻件的阳极化检测方法介绍

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:方法的用途蓝色阳极化浸蚀是为改善(α+β)钛合金成分偏析的检测而发展的。4)未合金化的纯钛。这种方法可用以显示Ti-6Al-4V、Ti8Al-1V-2Mo和Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo钛合金的成分偏析。经蓝色阳极化处理后的合金件,其弯曲、低周疲劳、拉伸、氢脆试验和微观组织检测均表明性能未受影响。5)将锻件浸入室温的硝酸-氢氟酸水溶液中,以获得淡蓝到灰色的本底,使偏析与本底有最大的对比。水溶液含35%的工业级硝酸和2.5%工业级的氢氟酸,浸入时间从锻件完全浸入时测量。

钛合金锻件的阳极化检测方法介绍

(1)方法的用途蓝色阳极化浸蚀是为改善(α+β)钛合金成分偏析的检测而发展的。先前的阳极化方法将试件浸蚀成金色,这仅对纯钛的偏析灵敏,而本方法则可得到一些钛合金中以下四种露于表面的成分偏析。

1)铝稳定的α偏析。在淡蓝到灰色的本底上,呈现为带分叉或不带分叉的深蓝色线条。

2)间隙元素稳定的α偏析。也呈现为蓝色,通常可以用硬度差,或用表面复型技术作微观组织检测,来和铝稳定的α偏析相区分。

3)钒稳定的β偏析。以淡灰或白色线条出现,带或不带分叉,在其相邻处通常伴有平行的铝稳定α偏析。

4)未合金化的纯钛。也呈淡灰或白色,可用表面复型技术作微观组织检测,来和钒稳定的β偏析相区分。

这种方法可用以显示Ti-6Al-4V、Ti8Al-1V-2Mo和Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo钛合金的成分偏析。经蓝色阳极化处理后的合金件,其弯曲、低周疲劳、拉伸、氢脆试验和微观组织检测均表明性能未受影响。由蓝色阳极化造成的余量损失约为1.0~1.6μm,可认为是微不足道的,在尺寸必须予以保证处,可用塑料条带来遮蔽。

(2)试件的准备对于锻件毛坯,当尺寸允许时,应对整个锻件进行加工,去除约1mm的金属,以保证表面没有α壳层,加工波纹应优于1.8μm。对于最后加工成品,则无需作特殊准备。

(3)阳极化的程序

1)将锻件在保持43~82℃的碱洗液中浸至少2min,以保证所有表面上均无油、脂和其他外来物。此后,立即在清洁的自来水下冲洗,并检查表面的水截断情况。

2)将锻件浸入保持在室温的经搅动的干酸式盐水溶液中80~100s,以去除0.76~1.2μm的金属。取出后,再将其浸入清洁的自来水中彻底漂洗,并用压力喷枪去除松散附着的酸洗残物。(www.xing528.com)

3)以最少的摆摸(不得用裸手)尽可能快地将阳极化夹具装在锻件上,在清洁的水中漂洗夹好的零件。

4)将夹好的零件浸入经搅动的温度为(21±5)℃的磷酸三钠水溶液中,在整流电压为(30±1)V下阳极化(30±1)s,水溶液含97~127g/L的磷酸三钠,pH值应保持在8.5±0.5。取出夹好的锻件在清洁的自来水中漂洗。

5)将锻件浸入室温的硝酸-氢氟酸水溶液中,以获得淡蓝到灰色的本底,使偏析与本底有最大的对比。水溶液含35%(体积分数)的工业级硝酸(相对密度1.408)和2.5%(体积分数)工业级的氢氟酸(70%HF),浸入时间从锻件完全浸入时测量。对于某些典型的钛合金,如Ti-6Al-4V的浸入时间为2~10s,Ti-8Al-1Mo-1V的浸入时间为15~25s,Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo的浸入时间为10~20s;对于其他合金,则必须另行拟定。

6)取出零件,尽快浸入清洁的自来水中彻底漂洗,然后浸入88~99℃热水中漂洗,再用清洁无油的干燥压缩空气吹干,最后用1~10倍放大镜在光强度不低于2153lx的照明下检查。

(4)表面复型技术在有必要用表面复型技术来评定微观组织时,优选的程序如下:

1)采用通常的金相检测技术用磨料抛光复型处。

2)用试剂[5%HF(比重1.15),12%HNO3(比重1.42)和83%水]腐蚀足够的时间,以显示微观组织。然后在温的流动水中漂洗后干燥。也可将锻件浸在碳酸氢钠溶液中,随后在温的流动水中漂洗后干燥。

3)将复型纸切成25mm×12.7mm的窄条,将2~3滴丙酮加在欲复型处,立即将复型纸小心地放在该面积上,要避免夹入空气,约经15min后干燥。

4)将复型纸从试件上剥下,令复型面向上放在显微镜的承物玻璃片上,用胶带将纸贴平,用金相显微镜以100倍检测复型。如果组织显示得不够清楚,可再次浸蚀和再作复型。为使对比度更好,复型可用气相沉积金属铬的薄膜造影。

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