钛合金相变及表征方法.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,#,1896,1920,1987,2006,单击此处编辑母版文本样式,第二级,钛合金的相变与表征方法,罗明生,4,月,27,日,一、钛合金的分类,钛合金,钛合金,工业纯钛,TA1,、,TA2,、,TA3,、,TA4,近,钛合金,+,钛合金,TC4,、,TC11,、,TC21,钛合金,其他类型,高温合金,2,合金,合金,2,图,1,：,TA1,板材,650,/h,退火状态：,等轴,+,少量晶间,图,2,：,TC4800,退火状态：,白色等轴,+,灰色,晶间,图,3,：,Ti40,合金,850,退火组织,等,轴,组织,二、钛合金的相变与组织,1,、同素异晶转变,2,、马氏体相变,3,、热处理典型组织,片层组织,网篮,组织,双态组织,等,轴组织,3,1,、同素异晶转变,4,-Ti,密排六方,-Ti,体心六方,纯钛,882,晶格常数,a=0.3306nm,，,b/a=0.87,滑移系：,12,个,晶格常数,a=0.29511nm,，,c=0.468,滑移系：,3,个,2,、马氏体相变,5,马氏体相变：在快速冷却的过程中，,相转化成,相的过程中来不及进行，,相转变成与母相成分相同、晶体结构不同的过饱和固溶体。,图二：马氏体切变形成过程,图一：淬火组织与组成关系,马氏体特点：,1,、无扩散型相变，只发生晶格重构,2,、转变无孕育期，转变速度极快,3,、转变阻力大，需要较大的过冷度,4,、晶格与母相有严格的取向关系,马氏体类型与形态,6,两种形态,常见的类型：,六方马氏体：,一般是,合金或,稳定元素较少时的,+,合金淬火形成,根据惯析面可分为,334,型和,344,型,斜方马氏体（,),晶格结构为斜方结构,出现于含有较高,稳定元素的二元合金中,相比,强度更低，塑性更好,板条马氏体,电镜下成板条状,亚结构为位错,针状马氏体,在合金浓度较高时成针状,亚结构为孪晶,7,片层组织（魏氏组织）,8,形成途径,在,相区进行热加工或者在,相区退火,。,主要特征,具有粗大等轴的原始,晶粒,性能特性,断裂韧性高；在较快冷却状态下其蠕变抗力和持久强度较高,塑性低，尤其是断面收缩率低于其它类型的,层片组织,网篮组织,9,形成途径,在,相区开始变形，但在（,）相区终止变形，原始,晶粒及晶界,破碎，冷却后形成,主要特征,丛的尺寸减小，,条变短，且各丛交错排列，犹如编织网篮的形状,性能特性,塑性及疲劳性能高于魏氏组织,断裂韧性低于魏氏组织,网篮组织,形成途径,在,-,区上部温度以一定速度冷却，或在两相区上部温度进行变形形成双态组织,主要特征,既存在等轴的初生,，又存在片状的,-,性能特性,与魏氏组织相反，具有,较高的疲劳强度和塑性,双态组织,10,双态组织,等轴组织,11,形成途径,在,相区热加工时，,相和,发生了再结晶，获得了完全等轴的,主要特征,多角或类似球形的显微组织，个方向具有大致相同的尺寸,性能特性,塑性、疲劳强度、抗缺口敏感性和热稳定性好,断裂韧性、持久疲劳强度和蠕变前度差一些,等轴组织,总结,钛合金性能与组织的关系,性能,魏氏组织,网篮组织,双态组织,等轴组织,拉伸强度,高,较高,较高,稍低,拉伸塑性,低,良,好,优,冲击韧性,低,优,好,较好,疲劳强度,低,较好,好,有,断裂韧性,高,较好,较好,低,蠕变抗力,高,较好,较好,低,12,三、钛合金的表征方法,1,、微观组组织分析：,光学电子显微镜（,OM,）、,扫描电子显微镜（,SEM,）、,透射电子显微镜（,TEM,）,2,、物相类型分析：,X,射线衍射,电子衍射,13,电镜类型,14,类型,探测介质,分辨率,穿透能力,光学显微镜,Optical Microscopy,可见光,200 nm,表面,/,内部,(,透明物体,),扫描电子显微镜,Scanning Electron Microscopy(SEM),电子,1 nm,表面,透射电子显微镜,Transmission Electron Microscopy(TEM),电子,0.05 nm,内部,聚焦离子束,Focused Ion Beam(FIB),离子,10 nm,表面,扫描隧道显微镜,Scanning Tunneling Microscopy(STM),悬臂梁探针,0.1 nm,表面,原子力显微镜,Atomic Force Microscopy(AFM),悬臂梁探针,0.1 nm,表面,扫描电子显微镜（,SEM,）,15,1,入射,电子和,原子核,碰撞,弹性,非弹性,背散射,2,入射,电子和,核外电子,碰撞,伴生,价电子,芯电子,二次电子,特征,X,射线,俄歇电子,高的分辨率，,1nm,左右,很大的景深,制样简单,透射电子显微镜（,TEM,）,16,X,射线衍射,17,