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变形钛合金的低倍组织及其评定方法-基色T

时间:2022-08-02   访问量:2096

基色即图形对比度,即区别低倍组织的完全光泽(清晰晶)、光泽模糊和完全模糊(模糊晶)的程度,它也是低倍组织的重要特性。它实际上表示了高的反射能力下金属持有的光泽程度(在可见光谱部分的反射系数超过0.7).当入射光线的角度、低倍组织的组织要素与人眼呈合理的反射角度时,就能看到这些组织呈清晰晶,如前所述,这些组织要素就是原始β晶粒和α集束。当被观察的低倍表面旋转时,组织的图像会发生变化,另有一批与入射光线符合反射条件的组织要素被观察到,这些晶粒又成为清晰晶。
在(α+β)区温度变形后,由于多边形化和再结晶过程的发生,导致在一个原始β晶粒范围内产生的晶粒和亚晶粒取向不同,使反射光漫散,光泽程度降低,即模糊度增加。由于上述过程伴随着片状组织变成球状组织,所以基色实际上还与α片层的球化程度C有关。因此,从总体上说,钛合金低倍组织的基色主要取决于β晶粒(α集群)尺寸和α片层的球化程度。大量的研究工作概括了显微组织、低倍组织的级别与基色的关系,如图4-4所示。

低倍组织基色图 

图4-4中低倍组织的级别是-10级评级图(见图4-2).显微组织类型中组织球化的程度是按TOCT 190197-89《钛合金自由锻、模锻盘和轴类锻件通用技术条件》中的9类标准的编号,如图4-5所示。其中,类型编号的增加意味着α球化程度的降低,片状化程度的增加。关于该图谱的详细介绍参见第4.4节。

ROCT 190197-89中的9类显微组织类型图 

在低倍组织基色图4-4中示出了4个等级:
I-完全光泽的低倍组织(清晰晶)。旋转低倍试片时,这种组织中所有的晶粒轮流进入反射位置而呈现光泽,这些同时呈现光泽的晶粒数量约为低倍试片面积的40%~50%,对应于β退火的常见低倍组织。
II-主要是有光泽的混合低倍组织(半清晰晶)。旋转低倍试片时,这种组织中大约60%~80%的所有晶粒轮流呈现光泽,而同时呈现光泽的晶粒数量为低倍试片面积的30%~40%.
Ⅲ-主要是模糊的混合低倍组织(半模糊晶)。旋转低倍试片时,这种组织中只有不大于20%~40%的所有晶粒轮流呈现光泽,而在一个固定位置时,其面积不大于10%~20%的所有晶粒是可见的。
IV--模糊低倍组织(模糊晶)。低倍试片在任何位置这种组织都不存在呈现光泽的晶粒,这就是一般说的α相充分等轴又细化的低倍组织。
从低倍组织基色图4-4中可以看出:当β晶粒尺寸大于100~150μm时,在片状或球状化程度小的过渡显微组织情况下,观察到低倍组织有光泽的基色。当球化程度高(C≥70%~80%)的过渡显微组织情况下,低倍组织才能呈完全模糊。与此同时,当β晶粒尺寸小于100~150μm时,在片状和任何一种过渡组织情况下,低倍组织都能呈模糊状。基色是混合的低倍织,对应的是α集束加不同程度等轴α化的过渡显微组织。
从低倍组织基色图4-4应该得出的并已经用于完善半成品生产工艺的一个重要且有实际意义的结论是:原始组织越细小,越可以在较小球化程度下确保对于大部分半成品品种所要求的低倍组织模糊基色(当Dβ=2000~3000μm,则球化程度C≥80%;当Dβ=1000~1500μm,则球化程度C≥70%;当Dβ=300~600μm,则球化程度C≥60%)。相应得出:细化原始组织意味着有可能减小在(α+β)区温度下所要求的变形程度(见图4-6).从图中也可以看出:在相同的变形程度ε≈40%时,当Dβ=400μm,材料球化程度C≈50%;当Dβ=1000μm,球化程度C≈30%;而当Dβ=3000μm,球化程度C<20%.

原始组织对BT3-1(TC6)合金镦粗坯料组织中α片层球化程度的影响 

值得指出的是,图4-4表明,低倍呈清晰晶时,对应的显微组织未必是全片状组织,也可能是等轴或双态类型组织;低倍呈模糊晶时,显微组织未必全是等轴晶,也可能是片状或双态组织类型,所以在钛合金低倍组织和显微组织之间不存在简单的一一对应关系。因此,对半成品或零件是否具有允许的低倍组织的质量判断,除了检查各种缺陷的情况外,应该与显微组织检查的结果结合起来综合判定。
综上所述,为了全面地描述钛合金半成品的低倍组织,必须利用3个参数:晶粒度、晶粒的不等轴程度和基色,对其中每一个参数都应进行定量评定。



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