钛合金相变及表征方法

1896192019872006钛合金的相变与表征方法罗明生4月27日2一、钛合金的分类图1：TA1板材650℃/h退火状态：等轴α+少量晶间β图2：TC4800℃退火状态：白色等轴α+灰色晶间β图3：Ti40合金850℃退火组织等轴β组织3二、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41、同素异晶转变α-Ti密排六方β-Ti体心六方+TiAlTiAl+TiAlTiAl+TiAl2+TiAl+TiAl+L+TiAlTiAl+LTiAl+TiAl+2700900110013001500Temperature,°C23TiAl+TiAl23TiAl+TiAl3TiAl+Al3TiAl+AlAllotropicphasechangeforTiAl3L+3+TiAl3TiAl+L1700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52、马氏体相变马氏体相变：在快速冷却的过程中，β相转化成α相的过程中来不及进行，β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6马氏体类型与形态两种形态常见的类型：78片层组织（魏氏组织）层片组织9网篮组织网篮组织10双态组织双态组织11等轴组织等轴组织12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13三、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14电镜类型类型探测介质分辨率穿透能力光学显微镜OpticalMicroscopy可见光~200nm表面/内部(透明物体)扫描电子显微镜ScanningElectronMicroscopy(SEM)电子~1nm表面透射电子显微镜TransmissionElectronMicroscopy(TEM)电子~0.05nm内部聚焦离子束FocusedIonBeam(FIB)离子~10nm表面扫描隧道显微镜ScanningTunnelingMicroscopy(STM)悬臂梁探针~0.1nm表面原子力显微镜AtomicForceMicroscopy(AFM)悬臂梁探针~0.1nm表面15扫描电子显微镜（SEM）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16透射电子显微镜（TEM）17X射线衍射