本發(fā)明屬于金屬材料檢驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢驗β鈦合金低倍組織及缺陷的方法。

技術(shù)背景

鈦及鈦合金具有強度高，密度小，彈性模量約是鋼的一半，熱膨脹系數(shù)低，無磁性，熱導(dǎo)率低，耐腐蝕、對環(huán)境無污染等一系列的優(yōu)點，使得鈦合金不但大量應(yīng)用于航空、航天、艦船、兵器以及化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域。鈦和鈦合金半成品和零件的低倍組織觀察是其金相研究中必須又極為重要的階段。鈦和鈦合金半成品和零件的低倍組織觀察是確保鈦合金構(gòu)件安全使用的重要方面。

鈦及鈦合金的低倍組織及缺陷檢驗所采用的酸腐蝕試驗是宏觀組織檢驗的一個試驗方法，由于供宏觀檢驗用的試樣面積較大，操作技術(shù)及所需要的檢驗設(shè)備相對簡單，能夠迅速全面反映出被檢材料或產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，酸腐蝕試驗是金屬材料檢驗、材料科研生產(chǎn)及失效分析等工作中被普遍采用的重要手段。

目前我國針對α-β鈦合金的高低倍組織及缺陷的檢驗方法是GB/T5168-2008《α-β鈦合金高低倍組織檢驗方法》。該方法可以檢驗出變形后的兩相鈦合金的加工流線及兩相鈦合金成品中的缺陷如氣孔、裂紋、夾雜、分層、偏析及粗晶組織，暴露宏觀不均勻性和確定其性質(zhì)。針對β鈦合金低倍組織的觀察方法沒有相關(guān)的國家標準，大部分科研及生產(chǎn)單位根據(jù)兩相鈦合金低倍組織的觀察方法對其進行觀察。對完全β鈦合金采用兩相鈦合金低倍的腐蝕方法尚能夠觀察到其低倍組織，對于可熱處理強化的近β鈦合金和亞穩(wěn)β鈦合金在腐蝕時低倍組織會因為有大量的次生α相被腐蝕產(chǎn)生黑色的組織，導(dǎo)致鈦合金的低倍組織特征無法觀察和確定。找到一種新的鈦合金低倍組織檢驗方法，能夠使得β鈦合金的加工流線及組織缺陷能夠直觀的顯示出來迫在眉睫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對β鈦合金低倍組織檢驗方法的不足，提供了一種檢驗β鈦合金低倍組織及缺陷的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)選擇需要檢測的部位取樣加工，去除表面變形區(qū)、熱影響區(qū)和油污；

(2)配制混合酸腐蝕劑，所述混合酸中硝酸體積分數(shù)為80-90％，氫氟酸體積分數(shù)為10-20％；

(3)加工好的試樣放入混合酸腐蝕劑中浸蝕30-120s，取出迅速用水高速沖刷，10s內(nèi)去除試樣表面的腐蝕溶液和腐蝕產(chǎn)物并洗凈吹干，即可進行試樣低倍組織及缺陷的檢驗。

步驟(1)中試樣加工后的表面粗糙度不大于0.8μm。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：用特定的腐蝕法腐蝕試樣并沖洗后，觀察構(gòu)件表面顯示的低倍組織和缺陷，能夠直觀的觀察到構(gòu)件的加工流線和可能存在的宏觀缺陷，比采用GB/T5168-2008中方法能夠更加清晰地顯示β鈦合金的低倍組織及缺陷。該方法能夠在鈦合金材料檢驗，材料科研及失效分析等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

附圖說明

圖1為Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.25Si鍛件低倍組織；

圖2為Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al鍛件低倍組織；

圖3為Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al鍛件低倍組織；

圖4為GB/T5168-2008方法獲得的β合金鍛件低倍組織。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種檢驗β鈦合金低倍組織及缺陷的方法，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但是實施例并非對本發(fā)明的限制。

實施例1

對Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.25Si鍛造后的合金鍛件經(jīng)固溶時效處理后進行低倍組織觀察，采用線切割的方法切去所要觀察的截面，用80#水砂紙打磨掉表面線切割后的痕跡，分別用200#，400#，600#，1500#水砂紙去除表面劃痕，表面粗糙度不大于0.8μm。采用化學(xué)純硝酸的體積分數(shù)為90％和化學(xué)純氫氟酸的體積分數(shù)為10％混合制備混合酸腐蝕劑。將混合酸腐蝕劑放于大于觀察截面的塑料容器內(nèi)進行腐蝕，腐蝕時間為120s，腐蝕結(jié)束后放于流動的水中5s內(nèi)去除腐蝕液，對低倍組織進行觀察，該合金的低倍組織見圖1，該低倍組織可以用來觀察鍛件的加工流線清晰和加工缺陷并確定其性質(zhì)。

實施例2

對Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al鍛造后的合金鍛件經(jīng)固溶時效處理后進行低倍組織觀察，采用線切割的方法切去所要觀察的截面，用80#水砂紙打磨掉表面線切割后的痕跡，分別用200#，400#，600#，1500#水砂紙去除表面劃痕，表面粗糙度不大于0.8μm。采用化學(xué)純硝酸的體積分數(shù)為85％和化學(xué)純氫氟酸的體積分數(shù)為15％混合制備混合酸腐蝕劑。將混合酸腐蝕劑放于大于觀察截面的塑料容器內(nèi)進行腐蝕，腐蝕時間為60s，腐蝕結(jié)束后放于流動的水中8s內(nèi)去除腐蝕液，對低倍組織進行觀察，該合金的低倍組織見圖2，該低倍組織可以用來觀察鍛件的加工流線清晰和加工缺陷并確定其性質(zhì)。

實施例3

對Ti-3.5Al-10Mo-8V-1Fe鍛造后的合金鍛件經(jīng)固溶時效處理后進行低倍組織觀察，采用線切割的方法切去所要觀察的截面，用80#水砂紙打磨掉表面線切割后的痕跡，分別用200#，400#，600#，1500#水砂紙去除表面劃痕，表面粗糙度不大于0.8μm。采用化學(xué)純硝酸的體積分數(shù)為80％和化學(xué)純氫氟酸的體積分數(shù)為20％混合制備混合酸腐蝕劑。將混合酸腐蝕劑放于大于觀察截面的塑料容器內(nèi)進行腐蝕，腐蝕時間為30s，腐蝕結(jié)束后放于流動的水中10s內(nèi)去除腐蝕液，對低倍組織進行觀察，該合金的低倍組織見圖3，該低倍組織可以用來觀察鍛件的加工流線清晰和加工缺陷并確定其性質(zhì)。

采用GB/T5168-2008的方法進行低倍組織觀察時的β合金鍛件的低倍組織見圖4。從圖4來看，該鍛件組織低倍組織為黑色，加工流線及加工缺陷不容易觀察到，GB/T5168-2008中的方法對β合金觀察存在弊端，本發(fā)明中的低倍組織觀察方法更具有創(chuàng)新性和實用性。