1、1896192019872006钛合金的相变与表征方法钛合金的相变与表征方法罗明生罗明生 4月月27日日*2一、钛合金的分类一、钛合金的分类图图 1 1： TA1TA1板材板材650650/h/h退火状态：退火状态：等轴等轴+少量晶间少量晶间图图 2 2： TC4800TC4800退火状态：退火状态：白色等轴白色等轴+灰色晶间灰色晶间图图 3 3：Ti40Ti40合金合金850850退火组织退火组织等轴等轴组织组织 *3二、钛合金的相变与组织二、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*41 1、同素异晶转变、同素异晶转变-Ti 密排六
2、方密排六方-Ti 体心六方体心六方 + T i A lT i A l + T iA lT iA l + T iA l2 + T i A l + T iA l + L + T iA lT iA l + LT iA l + T iA l + 27 0 09 0 01 1 0 01 3 0 01 5 0 0T e m p e ra tu re , C23T iA l + T iA l23T iA l + T iA l3T iA l + A l3T iA l + A lA llo tro p ic p h a s e c h a n g e fo r T iA l3L + 3 + T iA l3T i
3、A l + L1 7 0 0纯钛纯钛882晶格常数晶格常数a=0.3306nm，b/a=0.87,滑移系：滑移系：12个个晶格常数晶格常数a=0.29511nm，c=0.468,滑移系：滑移系：3个个*52 2、马氏体相变、马氏体相变马氏体相变：在快速冷却的过程中，马氏体相变：在快速冷却的过程中， 相转化成相转化成 相的过程中相的过程中来不及进行，来不及进行， 相转变成与母相成分相同、晶体结构不同的相转变成与母相成分相同、晶体结构不同的过饱和固溶体。过饱和固溶体。图二：马氏体切变形成过程图二：马氏体切变形成过程图一：淬火组织与组成关系图一：淬火组织与组成关系马氏体特点：马氏体特点：1、无扩散型
4、相变，只发生晶格重构、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、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、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、晶格与母相有严格的取向关系*6马氏体类型与形态马氏体类型与形态两种形态两种形态常见的类型：常见的类型：*7*8片层组织（魏氏组织）片层组织（魏氏组织）层片组织层片组织*9网篮组织网篮组织网网篮篮组组织织*10双态组织双态组织双态组织双态组织*11等轴组织等轴组织等轴组织等轴组织*12总结总结钛合金性能与组织的关系钛合金性能与组织的关系性能性能魏氏组魏氏组织织网篮组网篮组织织双态组织等轴组等轴组织
5、织拉伸强拉伸强度度高高较高较高较高较高稍低稍低拉伸塑拉伸塑性性低低良良好好优优冲击韧冲击韧性性低低优优好好较好较好疲劳强疲劳强度度低低较好较好好好有有断裂韧断裂韧性性高高较好较好较好较好低低蠕变抗蠕变抗力力高高较好较好较好较好低低*13三、钛合金的表征方法三、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电镜类型电镜类型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 Mi
6、croscopy (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*15扫描电子显微镜（扫描电子显微镜（SEMSEM）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，高的分辨率，1nm左右左右很大的景深很大的景深制样简单制样简单*16透射电子显微镜（透射电子显微镜（TEMTEM）*17X X射线衍射射线衍射*
